滑轮机械效率知识点及经典例题.pdf
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1、滑轮专题复习滑轮专题复习滑轮:滑轮:定滑轮和动滑轮定滑轮和动滑轮1定滑轮:滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。定滑轮可以改变力的方向,但不省力。2动滑轮:滑轮的轴随物体一起运动,这样的滑轮叫做动滑轮。动滑轮可以省一半力,但不能改变用力的方向。滑轮组滑轮组1滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的,可以达到既省力又改变力的方向的作用效果。2滑轮组省力情况的确定方法:在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下,使用滑轮组时,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。如图所示。滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算滑轮组绳子的穿绕方式很多,现以串联式滑轮为例,介绍几种
2、滑轮组绳子的穿绕方式。1 1一个定滑轮和一个动滑轮(图一个定滑轮和一个动滑轮(图 1 147477 7)。)。2 2一个定滑轮和二个动滑轮(图一个定滑轮和二个动滑轮(图 1 147478 8)。3 3二个定滑轮和一个动滑轮(图二个定滑轮和一个动滑轮(图47479 9 甲)甲)。4 4二个定滑轮和二个动滑轮(图二个定滑轮和二个动滑轮(图 1 147479 9 乙)乙)。巧记“口诀”,组装滑轮组根据不同的要求,设计与组装滑轮组的方法很多。利用口诀:“奇动偶定;一动配一定;奇动偶定;一动配一定;偶数减一定;变向加一定。偶数减一定;变向加一定。”去解决这一问题,可以使学生准确记忆和掌握组装滑轮组的要领
3、。1 1、根据题意确定由多少段绳子(、根据题意确定由多少段绳子(n n)承担动滑轮重力和物体重力。)承担动滑轮重力和物体重力。2 2、确定动滑轮个数。、确定动滑轮个数。(1)当 n 为偶数时,动滑轮的个数是:n/2(2)当 n 为奇数时,动滑轮的个数是:n-1/23 3、组装滑轮组。口诀:、组装滑轮组。口诀:“奇动偶定奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后,再确定绳子的起始点。(1)当 n 为奇数时,绳子的起始点从动滑轮开始,经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。(2)当 n 为偶数时,绳子的起始点从定滑轮开始,经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。(3)当动滑轮和定滑轮个数不相等时,只有一种绕法
4、,固定端一定在个数较少的滑轮上。(4)在需要改变施力的方向时,仍以动滑轮的个数为基数,按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即:在“一动配一定,偶数减一定”的基数上,再加上一个定滑轮。相关公式相关公式 1、绳子段数 n 的确定:在定滑轮和动滑轮之间划一条虚线,将定滑轮和动滑轮隔开,然后再查出与动滑轮相连的绳子段数。2、三个 n 倍关系 S=nh(当滑轮组处于竖直状态时)或 S=nL(当滑轮组处于水平状态时)(不计绳子重和摩擦)=1(物+动)V绳=n V物(速度比,当滑轮组处于竖直、水平状态时通用)3、两个机械效率公式:(当滑轮组处于竖直状态时)或(当滑轮组处于水=有总=有总=平状态时)(不计
5、绳重和摩擦时)=有总=有有+额=物物+动4、两个功率公式 (适用于任何状态的滑轮组)=P=FV绳典型习题典型习题3、如图所示,小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组他分别用这两种滑轮组、如图所示,小明用两个滑轮组成甲、乙两种不同的省力滑轮组他分别用这两种滑轮组把质量相同的重物吊到等高的平台上,两次吊重物时他拉绳的速度相同不计摩擦和绳重,把质量相同的重物吊到等高的平台上,两次吊重物时他拉绳的速度相同不计摩擦和绳重,下列说法正确的是(下列说法正确的是()A、两次吊物,小明所做的功和功率的多少相同,甲装置的效率高B、两次吊物,小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同C、两次吊物,小明所做的功
6、率的大小和效率的高低相同,用甲装置做的功多D、两次吊物,小明所做的功的多少和效率的高低相同,用乙装置时功率大考点:功的计算;滑轮(组)的机械效率;功率的计算。专题:应用题。分析:从题中知:重物的质量相同,两次拉绳的速度相等,重物上升的高度相同,滑轮相同先根据 W=Fs 求出小明的拉力所做的功 W甲与 W乙;再由=求出机械效率;最后根据有总P=Fv 比较功率的大小解答:解:(1)小明的拉力是用来克服物体与动滑轮的重力做功,因为物体重力相等,滑轮相同,上升的高度相同,所以两次做功相等;(2)由 W=Gh 知,两次所做的有用功相等,所以机械效率相等;(3)因为甲图中有 3 段绳子拉着动滑轮所以 F甲
7、=(G物+G轮);乙图中有 2 段绳子拉着13动滑轮,所以 F乙=(G物+G轮);12F甲F乙,V甲=V乙,根据 P=Fv 得 P甲P乙故选 D点评:考查了功、功率、机械效率的计算,特别注意滑轮组的使用方法,滑轮组省力但不省功,机械效率等于有用功与总功的比值5、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在相同的时间内用大小相同、利用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力的力 F1和和 F2分别把质量相等的重物分别把质量相等的重物 G1和和 G2提升到相同的高度,则提升到相同的高度,则()A、甲滑轮组的机械效率高B、乙滑轮组的机械效率高C、F2做功的功率大 D、F1、F2做功的功率一样大
8、考点:滑轮(组)的机械效率;功率的计算。分析:滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值,要正确地解决此题,关键是搞清有用功与总功的计算,还要分清每个滑轮组由几段绳子承担物重功率是表示物体做功快慢的物理量,一定要注意题目中比较哪个功的功率解答:解:甲滑轮组由 3 段绳子承担物重,所以 S1=3h1则 1=1111=11131=131乙滑轮组由 2 段绳子承担物重,所以 S2=2h2则 2=2222=22222=222又因为 G1=G2,F1=F2,所以乙滑轮组的效率高两物体上升速度相同,所以甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度根据 P=Fv,拉力 F 相同,所以 F1 的功率大故选 B点评:此题主要考查
9、了滑轮组机械效率的计算,以及功率的计算同时还用到了绳端移动距离与物体上升高度的关系7、两滑轮组装置如图所示,已知每个滑轮重力都为、两滑轮组装置如图所示,已知每个滑轮重力都为 G0,摩擦和绳重均不计,用它们分别,摩擦和绳重均不计,用它们分别匀速提起重为匀速提起重为 G=5G0的物体时,甲、乙两滑轮组的机械效率之比是(的物体时,甲、乙两滑轮组的机械效率之比是()A、6:7B、7:6C、5:6D、5:7考点:滑轮(组)的机械效率;功的计算;有用功和额外功;机械效率的大小比较。专题:计算题;推理法。分析:若将物体提升 h,知道提升的物重利用功的公式求有用功;因为摩擦和绳重均不计,知道每个滑轮重,可以计
10、算使用滑轮组时的额外功(甲图有 1 个动滑轮,乙图有两个动滑轮);利用 W总=W有用+W额分别求出总功,再利用机械效率的公式求出滑轮组的机械效率,最后求两个滑轮组的机械效率的比值解答:解:设物体被提升的高度为 h,W有用=Gh=5G0h;摩擦和绳重均不计,使用滑轮组时做的额外功就是将动滑轮提升 h 做的功,甲图有 1 个动滑轮,使用甲滑轮组时的额外功:W额=G轮h=G0h,使用甲滑轮组时的总功:W总=W有用+W额=5G0h+G0h=6G0h,使用甲滑轮组时的机械效率:=,有总506056乙图有 2 个动滑轮,使用乙滑轮组时的额外功:W额=2G轮h=2G0h,使用乙滑轮组时的总功:W总=W有用+
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