实验：测滑轮组机械效率
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一 实验目的：掌握测量滑轮组机械效率的基本方法。
二 实验器材：滑轮组、弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、线绳。
三 实验步骤
32．如图23甲所示，小东同学在“探究动滑轮的特点”时，先测出了动滑轮的重力。然后按图23乙所示方式进行组装，在动滑轮下悬挂钩码（质量均为已知）。 向上拉住弹簧测力计使钩码静止，读出弹簧测力计的示数，记录在表格中。改变钩码的个数，重复上述步骤。比较弹簧测力计示数与_________的关系，可以证明使用动滑轮有________特点。小东按23图丙组装滑轮组，继续进行了“测量滑轮组机械效率”的实验，测得的数据如下表所示：
（1）求出机械效率η= %。（结果保留一位小数）
（2）保持滑轮组绕线方式不变，增加悬挂钩码的个数，
其机械效率将__________（选填“不变”“变大”或“变小”）。
丙
有用功对人们有用的功叫有用功(即: 不用任何机械时所必须做的功) 额外功对人们无用但不得不做的功叫额外功 总功有用功和额外功之和叫总功. 机械效率 ①有用功跟总功的比值叫机械效率. ②通常用机械效率来表示有用功占总功的百分比, 用η表示, 表达式100% W W η=? 有 总 . ③由于有用功总小于总功, 所以机械效率总小于 1. 只有理想机械, 在0 W 额 ＝时, 1 η=. 机械效率η是小于1的数, 没有单位. 机械效率越高, 做功性能越好. 模块一机械效率的基本概念 知识互联网 知识导航 机械效率 选择哪种方式运送 沙子更省功呢? 拎上去 还是使用机械? 用铁桶 还是轻质布袋?
【例1】 (多选) 下面关于功、功率、机械效率说法正确的是 ( ) A. 功率大的机械做功一定快 B. 功率大的机械做功一定多 C. 机械做功少, 功率一定小, 机械效率一定低 D. 有用功一定时, 额外功少的机械, 机械效率一定高 【答案】 A D 【例2】 如图所示(不计绳重与摩擦, 且动滑轮重G 动小于物重G ), 用它 们分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度, 所用的拉力分别为F 甲、F 乙, 它们的机械效率分别为η甲、η乙. 则下列关系正确的是 ( ) A. F 甲＜F 乙 B. F 甲＞F 乙 C. η甲＜η乙 D. η甲=η乙 【答案】 B 【解析】 F 甲=G , F 乙＜G , 故A 错误, B 正确; 不计绳重与摩擦, 所以使用定滑轮时没有额外功, 而 使用动滑轮时, 要对动滑轮本身做额外功, 故η甲＞η乙. 故选B. 【例3】 如图所示, 一物体重为180N, 小明用定滑轮将该物体匀速提高2m. 所 用拉力为200N. 此过程中, 小明做的有用功是 J, 总功为 J, 额外功为 J, 定滑轮的机械效率是 . 【答案】 360; 400; 40; 90% 【例4】 如图所示, 建筑工人用250N 的拉力沿竖直方向匀速拉起400N 的重物, 重物上升4m 所用时间为25s , 此过程中拉力做的功为 J, 拉力的功率为 , 滑轮的机械效率是________. 【答案】 2000; 80W; 80% 【解析】 拉力的总功==2=250N 24m 2000J W Fs F h ???=总 拉力功率为总功功率2000J 80W 25s W P t ===总 机械的效率400N 4m 100%80%250N 8m W Gh W Fs η?= = =?=?有用总 . 夯实基础
机械效率计算题 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉 力向下拉动绳子，5s可使物体匀速上升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 答案：（1）W=500J P=100W （2）80% 2．如图所示为一款塔式起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500 千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂 水平旋转，带动重物在8秒移动16米时，工作电流是5安。 (1)如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能 的效率(保留小数到0.1％)。 答案：增加；1×105J；62.1% 3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N， 物体在5s匀速上升lm．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 答案：240J；80%；60W 4．随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案(其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦)． (1)计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力? (2)小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒(图20乙)是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确． (3)求两种方案的机械效率之比?
（机械制造行业）物理实验探究专题滑轮组机械效 率
专题14：测滑轮组的机械效率 1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、 2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。 （1）、请计算出后两次的机械效率，并填入表格中； (2)、比较1、2两次实验，可得的结论：_______________________________________ (3)、比较2、3两次实验，可得的结论：_______________________________________ 次数钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 测力计的 示数F/N 测力计移 动距离 s/m 机械效率 η/％ 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1 2 4 0.1 1.6 0.3 3 4 0.1 1.1 0.5 2、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表： ①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______ ②3次实验中滑轮组的机械效率是_______ ③本次实验得到的结论是：___________________________________ 实验次数物重 G/N 物体上升的高度 h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离 s/cm 1 6 3 2.5 9
2 6 5 2.5 18 3 6 8 2.5 24 （2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验， ①小红的做法是为了控究_________________________ ②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_______（选填“相同”或“不相同”），理由是：_____ ________________________________________________. 得到的结论是：___________________________ _______. （3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表： 物理量控制因素物重 G/N 绳端拉力 F/N 机械效率η /％ 较小提升速度10 4.2 79.4 中等提升速度10 4.2 79.4 较大提升速度10 4.2 79.4 在小军的实验中，你得到的结论是：________________________________________。 3、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。 （1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_______J,人做的总功为______J。钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力F(N) 测力计移动距离 s(m) 5 0.05 1.4 0.15 （2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是____________；结合测力计放大图，可
力学考点（13）功和功率和机械效率 考点解读：功、功率和机械效率的内容是力学知识的综合体现，在中考试题中出现率极高，即使学习中的重点内容，又是学习中的难点，属于中考中的拉分题目。需注意在理解其物理概念的基础上，通过多做些练习，方能达到熟能生巧。 例题解析： 例1、(★)()如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ） 例2、 (★★★)(海门)如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力F ，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s ，则下列关于拉力做功的判断中正确的是（ ） (A) 乙图中的拉力做功最少 (B) 甲图中的拉力做功最少 (C) 甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多 (D) 丙图中的拉力做功最多 例3、(★★★★★)(卷)如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A 和物体B 。当提升物体A 时，滑轮组的机械效率为75%，为F 1；当提升物体B 时，小民对地面的 压力为F 2。已知小民的质量为65kg ，物体A 的质量为90kg ，物体B 的质量为50kg 。 假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同 一直线上，不计绳重和摩擦。则F 2:F 1= ________ 。 ; 例4、(★★★★)(广东汕头)一质量为3000kg 的汽车沿着长为5.4km 的盘山 公路匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5km 的山项时，耗时15min,汽车发动机 牵引力为4000N.求，(1)汽车的行驶速度;(2)汽车发动机牵引力做的功;(3) 汽车 发动机牵引力的功率. 解析：(1)汽车的行驶速度v=s/t=5.4×103m/(15×60s)=6m/s ；(2)汽车发动 机牵引力做的功W=FS=4000N ×5.4×103m=2.16×107J; (3) 汽车发动机牵引力的 功率P=W/t=2.16×107J/(15×60s)= 2.4×104w. 经典试题： 1、(★)()下列关于力做功的说法，正确的是（ ） (A) 汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功 (B) 人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功 (C) 过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功 (D) 人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功 2、(★)(06福建福州) 如图所示描述的力，有对物体做功的是（ ） 熊猫用力举着杠铃不动 用力拉绳匀速提升重物 用力搬石头没搬动 用力提着水桶沿水平方向移动 例1图 例3图
滑轮组机械效率计算题 Revised by BETTY on December 25,2020
1.（2012茂名）如图所示，工人通过滑轮组使重600N 的箱子以s 的速度从地面升到12m高的五楼上．求： （1）若箱子平放时与楼板的接触面积为，箱子对楼板的压强为多少（2）工人吊起箱子过程中做的有用功是多少（3）若滑轮组的机械效率为80%，则工人做功的功率为多少 2.（2012抚顺）贝多芬家新买一架钢琴，采用如图的方法把沙发匀速提到家中，钢琴的质量是120kg，与水平地面接触的总面积为300cm2．，动滑轮重是300N（忽略绳子的重力和摩擦，g取10N/kg）求： （1）当沙发不受拉力时，静止在水平地面上，沙发对地面的压强是多大？ （2）该装置的机械效率。 3.（2012赤峰）质量为的重物A先静止在水平桌面上，与桌面的接触面积为，然后利用如图所示的装置将它匀速提升，所用的拉力F大小为5N，若绳重和摩擦不计，动滑轮有质量，计算时g取10N/kg． 求：（1）重物静止时对桌面的压强． （2）提升该物体时做的总功． （3）动滑轮的重力． （4）若仍用此装置将另一个重为10N的重物B也匀速提升，此时的机械效率比提升重物A时的机械效率增加多少．4.如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为400N的箱子匀速向上提高5m，动滑轮的质量为 8kg（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）．（1）在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组（要求：人用力向下拉细绳）；（2）在匀速提升箱子的过程中，人对绳子的拉力多大；（3）滑轮组的机械效率为多少． 5.（2011营口）物体A为实心正方体金属块，边长为10cm，密度为×103 kg/m3，将其浸没在水中，物体上表面距水面5cm（上表面与水面平行）．若不计绳重和摩擦（g=10N/kg）求：（1）物体下表面受到水的压强是多少（2）物体受到的浮力是多少（3）若实际所用的拉力F=46N，则动滑轮的机械效率是多少 6.（2011天水）如图所示，用滑轮组提升质量为120kg、底面积为50cm2的长方体物块． （1）物块未提之前静止在地面上，则物块对地面的压强是多少（g=1ON/kg） （2）在拉力F的作用下，物块竖直匀速上升3m，已知滑轮组的机械效率为80%，则拉力F做了多少功（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦） （3）若仍用此滑轮组提升重力为1500 N的物体，则滑轮组的机械效率为多少？ 7.（2011贺州）如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景（注：物体一直浸没在水中）．已知物体重 G1=400N，动滑轮重 G2=50N，忽略绳重和摩擦，人对绳子拉力F=100N．求： （1）物体浸没在水中受到浮力的大小； （2）物体的密度大小； （3）滑轮组的机械效率． 8.（2011鞍山）如图所示，一个质量60kg，底面积为的物块，通过滑轮组在25N拉力F作用下做匀速直线运动，水平向右运动了．已知物块受到的滑动摩擦力为物重的倍（g取10N/kg）．求：（1）物块静止时对水平地面的压强是多少（2）拉力所做的功是多少（3）该滑轮组的机械效率是多少 9.（2010益阳）用下图所示滑轮组将货物缓慢提升3m，已知货物重850N，所用拉力F为300N（不计摩擦和绳重带来的影响）．求：
对“滑轮组机械效率”问题的讨论 “滑轮组的机械效率”是简单机械、功、机械效率等物理知识的综合应用，此类问题涉及有用功、额外功、总功、功率等诸多概念，许多学生由于对这些概念理解不深，不能正确领会这些概念间的区别与联系，往往在解题时感到困惑。下面就结合自己多年的教学体会，就以下四个问题谈一些看法。 一、首先要明确的几个物理概念 （1）有用功是由使用机械的目的所决定的。当用滑轮组沿竖直方向提升物体时，滑轮组对物体竖直向上的拉力做的功就是有用功。若使用滑轮组沿水平方向拉物体时，滑轮组对物体水平方向的拉力所做的功就是有用功。 （2）额外功是由机械克服本身的自重，相互接触物件间的摩擦阻力及绳重所做的功，而其中由于摩擦阻力及绳重所做的功是不易直接求出的，只能间接计算。 （3）总功是指动力对机械所做的功。一般情况下使用滑轮组做功时，动力作用于绳子自由端，但也偶有例外，因此找准动力很重要。 （4）绳子的自由端和动滑轮移动的距离之间有一定的几何关系。一般情况下为：或s=nh（其中：s是指绳的自由端移动的距离，L是指动滑轮或物体在水平方向移动的距离，n 是动力拉动滑轮绳子的股数，h是物体上升的高度）。 （5）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”。而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功。即：。 （6）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于或等于1，并且无单位 二、当滑轮组沿水平方向拉物体时，忽略对动滑轮的重力做功 利用滑轮组沿水平方向拉物体时，总功为，有用功为，若物体沿水平方向做匀速直线运动，则物体受平衡力作用，应有：，这时滑轮组的 机械效率为 例1. 如图1所示，用一滑轮组拉着重为的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻力为车重的0.03倍，此时要在绳端加以F=1000N的水平拉力，试求：①滑轮组的机械效率为多少？②若汽车移动的速度为0.2m/s，1min内拉力F做了多少J的功？（滑轮和绳的自重不计，绳足够长）。
八年级物理·下新课标[人] 第3节机械效率 导入一: 小明家最近买了一处新楼房,家在三楼.想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到三楼.请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好? 请学生发表自己的见解,提出各种方案.并对各种方案进行讨论,比较优缺点. [设计意图]创设真实的情景,容易激发学生兴趣,顺利进入教学. 如图所示的三种方法仅供参考:第1种是人直接提着沙子上楼;第2种是把沙子放进桶里,人通过动滑轮把沙子拉上楼;第3种是把沙子放进质量较小的袋子里,人通过动滑轮把沙子拉上楼. 经过讨论明确第一种方法太不方便.第三种方法最好,因为它比第二种方法用的力小.提升相同高度做的功少. [设计意图]通过讨论,为下面学习有用功与额外功做好铺垫. 导入二: 创设情境,引入课题 提出问题:直接提升物体做功,与使用机械提升物体做功相同吗? 实验演示: 结论: 推论:使用任何机械都不省功. 引出新课:机械效率.
一、有用功和额外功 结合用动滑轮提升沙子,请同学们观看提沙子过程的视频.思考: 1.在把沙子从一楼运上三楼的过程中,每种方法中各对哪些物体做了功? 2.无论采取哪种方法都必须做的功是对什么做的功? 3.在几种不同的方法中不愿做但又不得不做的功分别是什么? 学生进一步思考并回答. 板书:一般来说,机械对外所做的功为有用功,机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功为额外功,动力对机械所做的功为总功. 总功等于有用功与额外功之和. 指出:前面实验中,第三种方法最好,因为第三种方法做的额外功最少,总功最少. 讨论:不使用机械直接提升物体做的功,与使用机械提升物体做的功一样吗?(手拉绳做的功与动滑轮对沙子做的功相等吗?)怎样探究这个问题? 1.设计实验方案:用手通过一个弹簧测力计拉一个动滑轮,沿竖直方向匀速缓慢提起重为G的钩码. 2.为了探究上述问题需要测量的物理量是:手对绳的拉力F、手移动的距离s、钩码的重力G、钩码上升的高度h. 3.改变钩码的数量,重复上述测量. 4.设计表格,将实验数据填入表中. [设计意图]进一步理解有用功和额外功,并会测量有用功和总功. 5.分析实验数据: (1)手拉绳所做的功与动滑轮拉钩码所做的功是否相等? (2)哪一个做的功多一些? (3)你认为产生这一现象的原因是什么? 6.结论: (1)不相等; (2)手拉绳做的功多; (3)有摩擦,在提起重物时还要提起动滑轮. [知识拓展]有用功和总功的区别: 有用功是人们为了达到目的,无论采用哪种方法都必须做的功,例如:在提升物体时,无论是使用定滑轮、动滑轮,还是杠杆,对物体竖直向上的拉力与物体在竖直方向上移动的距离的乘积就是有用功,在使用机械做功时,有用功等于机械对物体所做的功,即等于不用机械而直接用手所做的功.一般情况下,人们做功有两
人教版物理八年级下册滑轮组机械效率计算题 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
人教版物理下册机械效率计算题练习1 1、如图所示，现将重为5N的物体A沿长，高的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小恒为3N，所有时间是12s，求： （1）物体A从底端到顶端的平均速度； （2）物体A从底端到顶端过程中拉力F的功率；（3）求此斜面的机械效率．（保留一位小数） 2、建筑工地用如图l7所示的简易滑轮组提升砖块，某工人将重500 N的砖块一次性匀速提升到离地面4 m高的砌墙处，所用拉力为200 N，时间为20 s，这次提升砖块过程中：(计算结果保留一位小数) 求:(1)利用此滑轮组做的有用功； (2)工人做的总功； （3）工人做功的功率； (4)该滑轮组的机械效率。 3、在农村常有家庭挖井取水，小明同学某次用如图甲所示的滑轮组提土时，将重为100N的土以s的速度从井中匀速提升，此时拉力做 的功W随时间t的变化图象如图乙所示．求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）拉力的大小． 4、“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备，在汶川地震灾区救援现场，用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N／kg) (1)现有一“塔吊”如图所示，它有一水平臂AB，AO叫平衡臂，OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组，C移动的范围是从O点到B点。已知：AO=10m，OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计，在A端所装配重的质量为5t，要想起吊质量为的水泥板，为安全起吊，C应移动到离O多远的地方? (2)若“塔吊”20s内将质量为的水泥板匀速提高了4m，那么，“塔吊”提升水泥板的功率是多少如果机械做的额外功是3×104J，“塔吊”的机械效率是多少 5、如图甲所示装置中，物体甲重G甲＝150N，动滑轮重G ＝50N，人重G人＝650N。轻杆AB可以绕O点转动，且OA∶OB＝5∶9。不计轴摩擦轮 和绳重，当轻杆AB在水平位置时，整个装置处于平衡状态，地面对物体乙的支持力为F1＝210N。求： ⑴物体乙受到的重力G乙。 ⑵若用物体丙替换物体甲，并在物体乙的下方连接一个弹簧，如图乙所示，当轻杆AB 在水平位置时，整个装置处于平衡状态，弹簧对物体乙的作用力为F2＝780N。此时地面对人的支持力F3。
1.如图甲所示，为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重9N ． (1)若拉力大小为5N ，该滑轮组的机械效率为________； (2)若不考虑绳重.绳子和滑轮之间的摩擦，只改变滑轮组绳子的绕法（如图乙所示），该滑轮组的机械效率将________；若只增加钩码的个数，该滑轮組的机械效率将________（选填“增大“.“减小“.“不变“）． 2. （1）通过表中数据可分析出实验1是用 （填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用 （填“甲”或“乙”）图做的实验。 （2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数） （3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。 （4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，________________________，可以提高滑轮组的机械效率。 3.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表： （1）分析表中数据，回答以下问题： ①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是________，应改为_________； ②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________； ③滑轮组的机械效率与_________无关。 （2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。 ①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变________________________________； 甲 乙
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率__________（选填“相同”或“不相同”），理由是：____________________________________。 4.小明测滑轮组机械效率的实验过程如图所示。小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图 丁所示。 （1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率（写出计算步骤）。 （2）若增加提升钩码的个数，该滑轮组的机械效率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。 影响该滑轮组机械效率的因素还有 。 5.在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明同学测的数据如下表所示： （1）根据表格提供的信息请你帮小明完成滑轮组的装置图。 （2）在表中空白处写出机械效率的值。 （3）实验后小明积极思考如果该滑轮组的滑轮个数及绕绳方式不变，改变其他因素是否会影响它的机械效率呢？他想可能改变绳子与滑轮之间的摩擦会影响机械效率。你还能提出一个猜想吗？并针对你的猜想设计实验方案。 猜想； ； 实验方案： 。 实验数据如下表所示． (1) 在表格的空格处，填上合适的数据． (2) 在图16中用笔画线代替细绳组装滑轮组． (3)第1次实验测得滑轮组的机械效率为________． (4)如果将重为3N 的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在___________范围内． 丁 甲 乙 丙 丁
一、初中物理有用功额外功总功机械效率的计算问题 1．如图所示，甲乙两个滑轮组，其中每个大小相同的滑轮质量相同，用它们分别将相同的重物提高到相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ） A ．两滑轮组绳自由端拉力相等 B ．两滑轮组机械效率相等 C ．乙滑轮组的额外功多 D ．甲滑轮组绳自由端移动的距离多 【答案】C 【解析】 【详解】 A ．由图可知，3n =甲，n 乙 =4，不计绳重和摩擦，则 ()113F G G = +动， ()21 24 F G G =+动 两滑轮组绳自由端拉力不相等，故A 错误； B ．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 G G G η= +甲动， 2G G G η=+乙动 两滑轮组机械效率不相等，故B 错误； C ．两滑轮组的额外功 W G h =甲额动；2W G h =乙额动 故乙滑轮组的额外功多，故C 正确； D ．两滑轮组绳自由端移动的距离 3s h =甲 ，4s h =乙 则乙滑轮组绳自由端移动的距离多，故D 错误； 故选C 。 2．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N ，每次运送的量不定，图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为_____________N ，当某次运送3件货物时，绳子的拉力F 是_______ N ，滑轮组的机械效率为_________；经过分析，发现使用同一滑轮组，_________ ，可以提高滑轮组的机械效率（不考虑绳重和摩擦） 。
【答案】100 200 75% 增加物重 【解析】 【详解】 [1]由图乙可知，运送一件货物的重力为100N时，滑轮组的机械效率是50%，不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 η= 100N ==50% 100N+ W W Gh G W W W Gh G h G G G === +++ 有有 总有额动动动 G动=100N [2]由图可知， n=2则运送3件货物时绳子的拉力 F=1 2 (G总+G动)= 1 2 (3×100N+100N)=200N [3]不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率 η′= 3100N == 3100N+100N W W G h G W W W G h G h G G ? === +++? 有有总总 总有额总动总动 75% [4]由以上计算可知，使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。 3．如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是________J，滑轮的机械效率是________（不计滑轮重力）． 【答案】5 80% 【解析】 【分析】 【详解】 物体2s移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m， ∵使用的是动滑轮， ∴拉力移动的距离：s′=2s=2×1m=2m， 拉力做功：W=Fs′=2.5N×2m=5J；
滑轮组计算题专题练习 1.如图所示，一名体重为700N、双脚与地面接触面积为0.04m2的人站在水平地面上， 他用500N的拉力，在20s内将800N的重物匀速提升1m．求： 2.（1）拉重物前，人对地面的压强； 3.（2）拉力做功的功率； 4.（3）滑轮组的机械效率． 5. 6. 7. 8. 2.一个边长为lm，重为2000N的正方体箱子静止在水平，地面上．如图所示，某人利用滑轮组 以0.2m/s的速度，匀速把箱子提高了4m．则： （1）箱子放在水平地面上静止时，它对地面的压强为多大？ （2）提起箱子的过程中，绳子自由端向下拉动的速度大小为多少？ （3）滑轮组的机械效率为80%，作用在绳子自由端的拉力F的功率为多少？ 4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小．求：（g=10N/kg） 5.（1）求物体M的重力？ 6.（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？ 7.（3）求滑轮组提升重物的机械效率？ 8. 9. 10. 11.5.如图所示，是起重机吊臂上滑轮组的示意图．用该滑轮组将一些规格相同的石板均速提升到2m高的平台上，若每块石板的重力均为1.2×104N．当滑轮组一次提升一块石板时，钢丝绳的拉力F的功率为3000W，此时滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和钢丝绳的重力，求： 6.（1）在此过程中，石板匀速上升时的速度是多少？ 7.（2）若该滑轮组一次匀速提升两块石板到同一平台上，则此时钢丝绳的拉力F是多少？ 8. 9. 10. 11. 12.工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量 不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮 和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg． 13.（1）若某次运送建材的质量为50kg，则建材的重力是 多少？ 14.（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了 12m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率； 15.（3）当滑轮组的机械效率为60%时，运动建材的重力是多大？ 16. 17. 18.如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求： 19.（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力； 20.（2）动滑轮的重力； 21.（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率． 22. 23. 24. 25.
机械效率实验题典型例题 1．用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小杰和小华 各选取一种方法做实验。 （1）小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组 用3N 的拉力F 将重4.8N 的物体匀速提升了0.1m 的距离，此滑轮组的机械效率为 。 （2 22乙 中画出滑轮组的绕线。 2．图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自由端，将总重为6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的A ＇位置匀速竖直上升到B ＇位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则： （1）钩码上升的高度是 cm ； （2）拉力F 做的功是 J ； （3）滑轮组机械效率是 %。（结果保留一位小数） 3．小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图23所示。 （1）表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 。 （2）根据另一组正确的数据计算出的机械效率为 ；比较两次的机 图23 乙 甲 甲 图15 乙 0 N
（3）实验中拉动弹簧测力计时要注意 。 （4）小刚用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象， 引起这种现象的原因是 造成的。为改变这种现 象，小刚让弹簧测力计静止下来读数，这样他测得的 机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑 轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4．图19甲是小刚测动滑轮的机械效率的示 意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端， 将重为6N 钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的A ' 位置匀 速竖直上升到B ' 位置， 在这个过程中， 弹簧测力计对绳的拉力为F ，弹簧测力计 的示数如图18乙所示。则： (1) 弹簧测力计的示数是 N ； (2) 弹簧测力计移动的距离为 cm ； (3) 滑轮组做的有用功是 J 。 5．某学习小组要用实验研究被提升物体所受重力对滑轮组机械效率的影 响，他们用如图17所示的同一滑轮组进行了多组实验，通过实验得到了下表中的数据： 图18 甲 9 乙 0 N
效率与机械效率 教学准备 物理方面： 对能量的认识，对一般工具的认识。 数学方面： 基本的四则运算能力。 教学目标 行为目标： ①效率具体指的是什么物理现象。 ②正确认识整个做功过程中因做功所产生的各种能量。 认知目标： 理解工具在机械效率中的作用。 教学重难点 重点： 对效率（机械效率）的认识与理解。 难点： 对机械效率中公式的运用。 考情分析 效率一定会出现在大型综合性考试中，一般在4分左右，就知识面而言，不会陷入太多的困难，更多的是结合生活现象对此的理解。 1 效率与工具 1.1工具 随着社会科学技术的发展，人们的劳动技术也在不断被改善，而用来劳动的工具随着实际生产生活问题也在不断被改善。而评价工具使用价值，主要引用“机械效率”这 教师寄语：其文有色，艳于西子；其书有华，秀于百卉！ 1
教师寄语：其文有色，艳于西子；其书有华，秀于百卉！ 1 一词。 在初中阶段，常见的工具主要有“斜面”、“杠杆”、“滑轮”、“热机”、“家用电器”等，在人们使用工具的过程中，就会伴随着能量的转换，能量的转换效果，一般用“效率”这一物理名词来描述。这也是我们要掌握的内容。 因此，“效率”也可以概括为能量的转换过程。 1.2工具做功中的能量 有用功 使用机械时，人们最终需要的能量，一般指工具的主要作用所产生的能量，用“W 有 用 ”表示。 额外功 使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功。一般用“W 额外”表示。 总功 有用功和额外功之和时总功做的功，叫做总功，用“W 总”表示。即满足： W 总=W 有用+W 额外 eg ： 实际生活类： 如图所示，是家用电动机，该电动机主要产生转动的能量，这种能量就是有功的能量，称之为“有用功”。而电动机本身会因为其材料的性质，在其通电的情况下产生不可避免的热量，这部分热量被称为“额外功（无用功）”。电动机因为其工作而消耗的电能，就是“总功”。 图 1 电动机 题目类 如图所示，一个人用滑轮组匀速提升重物A 的过程，其中人的拉力做的功为总功；重物A 在上升过程中，本身重力做的功，为有用功；在该过程中，动滑轮并不是我们想提起的物体，但它在整个过程中，是不得不被提起的，因此动滑轮重力做的功为无用功（额外功）。
四．计算题 1、（2013四川自贡）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m ，重物匀速上升了0.5m ，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg ）． （1）按题意画出滑轮组的绕绳． （2）人所做功的功率多大？ （3）被吊起的重物质量多大？ 解：（1）根据n=3，即动滑轮上绳子段数是3股； 则绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如图： （2）∵W 总=FS=600N×1.5m=900J ； ∴P=W/t=900J/10s=90W ． （3）∵S=nh ；∴n=S/h=15m/05m=3； 由η=G/nF 得：G=ηnF=70%×3×600N=1260N ； ∴m=G/g=1260N/10Nkg=126kg ． 2．（2013乐山）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱的重力是400N ， g 取10N/kg 。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求： （1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m 3，每块大理石的体积是1.0×10-2m 3 ,则每块大理石的重力是多少？ （2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N ，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理 石？ （3）某次提升中，升降机在1min 内将货物匀速提升了15m ，钢丝绳的拉力是2000N 。则钢丝绳的 拉力的功率是多少？ (1) 每块大理石重： N Kg N m m Kg Vg mg G 280/10100.1/108.23233=????===-ρ （2分） (2) 升降机一次能提起的大理石块数： 块每块大理石重量能提起的大理石总重量2028040020003=-?== N N N n (3) 钢丝绳端移动的距离：m m h s 451533=?== （1分） 把货物提升15 m 做的功：J m N Fs W 4 109452000?=?== （1分） 升降机的功率：w s J J t W P 150060109min 110944=?=?== （1分） 3．（2013扬州）（6分）工人用如图所示的装置将重物提高5m ，已知物重为800N ，人对绳的拉力 为500N 。 求此过程中： （1）做的做功。 （2）做的有用功。 （3）滑轮组的机械效率。
初二物理 测定滑轮组机械效率 姓名 实验目的： （1） 学习组装滑轮组 （2） 学会测量滑轮组的机械效率 实验原理: 测定滑轮组机械效率是个间接测量的物理量，根据机械效率公式 η = w 有／w 总 有Fs Gh = η 实验器材：_____________________________________________________________ 实验过程： 1． 用弹簧测力计测钩码总重力G 2． 把刻度尺固定在铁架台上 3． 按要求组装滑轮组——一定一动、两定两动 4． 弹簧测力计用竖直向上的力向上拉绳子使重物匀速上升，读出弹簧测力计的示数F 。同 时分别记录绳端和物体在刻度尺上的始末位置 5． 设计表格并记录数据 实验记录及数据处理： （实验一）
实验结论： （1）同一滑轮组，所提升重物越重，机械效率越___________。 （2）双滑轮组和单滑轮组，提升同样重的物体，相同的高度，___________滑轮组机械效率大。 （3）指出提高机械效率的方法 实验注意事项： （1）弹簧测力计应竖直向上用力. 为什么？___________________________ 在匀速拉动过程中读数. 为什么？___________________________ 钩码重力应该用弹簧测力计测量，而不是根据钩码的额定值计算 为什么？___________________________ （2）用刻度尺测量s、h，应分别记录始末位置，求差值。 （3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均。建议在每一个组装中： 第（1）（2）次实验控制提升高度相同，取不同的钩码数，比较滑轮组效率跟被提升重物的
测滑轮组的机械效率教学目标： 知识与技能： 1、通过实验认识到s=nh、什么条件下F= + G G n 动成立. 2、分析影响使用滑轮组提升重物时的做了哪些额外功. 3、通过实验研究测量滑轮组机械效率的方法. 过程与方法： 1、在实验过程中，亲身体验滑轮组提升重物时S与h的关系、拉力与物重的关系. 2、在具体实例中，运用影响滑轮组机械效率的因素解决问题. 情感态度与价值观： 1、通过实验操作提高学习物理的兴趣. 2、在合作交流中向同伴学习，在展示中获得学习的成就感. 教学用具： 滑轮组，铁架台，细线，弹簧测力计，刻度尺，学案 教学重点： 利用滑轮组提升重物时,机械效率η= F= + G G n 动成立的条件 教学难点： 运用η=G Fn 解题，“不计动滑轮重和摩擦”“绳重及摩擦不计”时F与G之间的关系. 教学过程： 复习旧知，引入新内容 同学们学过功率机械效率后，老是感觉这里的题难做，从同学们平时所问问题当中，我发现有一些关键性的问题还没有理解，这一节，我们就要针对这些疑点专门进行一次学习. 自主学习 结合学案同学们把一些疑点问题先进行一些自我的考虑，并准备与大家一齐交流. 班内交流，解决疑点问题 1、s=nh 2、在理想情况下[忽略动滑轮重、滑轮摩擦、绳重]时F=G n
若不考虑动绳重和摩擦时F= + G G n 动 3、在利用滑轮组提升重物时做了哪些额外功？ ①_______________________________ ②_______________________________ ③_______________________________ 4、利用滑轮组提升重物时，机械效率η= ______________ 5、试题中出现下列条件的含义 1.“不计动滑轮重和摩擦” _____________________________ 2.“绳重及摩擦不计”_________________________________ 应用知识，巩固练习 学会应用题中的条件解决实际问题. 板书内容： s=nh 在理想情况下[忽略动滑轮重、滑轮摩擦、绳重]时F=G n 若不考虑动绳重和摩擦时F= + G G n 动 3、在利用滑轮组提升重物时做了哪些额外功？ ①_______________________________ ②_______________________________ ③_______________________________ 4、利用滑轮组提升重物时,机械效率η= ______________________ 5、试题中出现下列条件的含义 1.“不计动滑轮重和摩擦”______________________ 2.“绳重及摩擦不计”________________________ 测滑轮组的机械效率 教学目标： 知识与技能：
中考物理机械效率汇编 1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N ，人用125N 的拉力向下拉动绳子，5s 内可使物体匀速上升2m 求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率． 2．如图所示为一起重机，工作电压为380伏。当起重机吊起500千克重物以1米/秒速度匀速上升20米时，工作电流是18安；当起重臂水平旋转，带动重物在8秒内移动16米时，工作电流是5安。 (1) 如果起重臂加长，那么平衡块质量应该________(填“增加”或“减小”)。 (2) (2)请计算在整个过程中，起重机钢绳对重物所做的功和起重机将电能转化成机械能的效率(保留小数到0.1％)。 3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N 的物体，所用的拉力为150N ， 物体在5s 内匀速上升lm ．求： (1)有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率． 5. 如图22所示装置 ，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800N 的货物提至高处，人对绳的拉力F 1为500N ，货物在1min 内匀速上升了5m 。 （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N ，要把重物提升5m ，求拉力做的功。 6．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s 内将240N 的物体匀速提升2m ，已知工人的拉力为100N 不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N 的重物，拉力应为多大？ 图22
7、 我省出现了百年不遇的特大旱灾，某校为保障师生的生活用水，紧急调来一台功率为15kw 的抽水机， 把水抽到距水面10m 高的蓄水池中，抽水机30分钟刚好将容积为18m 3的蓄水池抽满，求：（1）抽水机对水做的功；（2）抽水机的效率；（3）同学们，水是生命之源，请你写出日常生活中的两项节水措施。 8. 在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V ， 额定功率38kW ，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s ，把重物吊起20m ．求： （1）该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能．（2）电动机工作过程中，线圈产生的热量．（3）在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t ？ 9. 为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：(吸程是指水泵到水面的 距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离) (1)该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明. (2)该水泵连续正常抽水1h ，把水抽高了50m ，水泵对水做了多少功？此 时水泵的效率是多少？ (g 取10N/kg) 10．如图所示，小明同学用动滑轮提升900N 的木箱，木箱以0．5m ／s 的速度匀速上升2m ，所用拉力F 的大小为500N(不计绳重和摩擦)． (1)拉力F 做功的功率是多少?(2)动滑轮的机械效率是多少? 11．滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组将质量为90kg 的重物提高5m ，所用的拉力是600N 。求： （1）该重物受到的重力； （2）工人通过滑轮组所做的有用功； （3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。 12．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N 的箱 子匀速提升5m ，动滑轮的质量为8kg ，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg ． 图15 题24图