初中物理滑轮组
一．关于滑轮受力分析
1. 如图所示，B重20N，A一部分浸入容器内水中，整个装备处于平衡状态，台秤的示数
较A物体没有浸入前增加30N，那么物体A重为，不计滑轮物重（）
A.10N
B.20N
C.30N
D.40N
2. 如图3所示，浸在水中的A物体的质量为3kg，B物体的质量为2kg，且整体
处于静止状态，弹簧测力计自身重力不计。下列说法正确的是（）
A．弹簧测力计的示数为20N
B．物体A浸在水中的体积为500cm3
C．物体A处于非平衡状态
D．物体B受到的重力和B对绳的拉力是一对平衡力
3.用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，人对绳的拉力为125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为。如果人的体重为600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为。
4.如图6所示滑轮组提升正方体物体，动滑轮重2N，不计摩擦和绳重。物体边长为0．1 m,密度为2×103 kg/m3，物体的质量是_kg;作用在绳端的拉力F为 N时，物体对水平地面的压强为600Pa。
二、滑轮组打捞问题（浮力+滑轮组题）
1. 我国西南部分地区遭遇严重旱灾，不少地方不得不靠打深井取水。如图11所示，小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水，若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg，水桶容积为20L。当盛满水的桶从水中慢慢提升（桶始终未出水面）时，小明对绳的拉力为F=25N。不计绳子重量和摩擦，水的密度是1.0×103 Kg/m3，g取10N/Kg.试求：
（1）动滑轮有多重？
（2）水桶露出水面前，滑轮组的机械效率有多大？
（3）水桶被提离井中水面后，以0.2m/s的速度匀速竖直上升，小明对绳子自由端拉力的功率多大？
2. 如图4所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m的实心圆柱体从水
下提起，已知圆柱体的密度为，水的密度为，滑轮组的机械效率是70%。（g取10N/kg，滑轮和绳子的重力忽略不计）求：
（1）圆柱体在水中所受的浮力。
（2）若圆柱体从H＝16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功。
（3）如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断？
3. 如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9×103kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡，求：
（1）作用于绳端的拉力F是多少？
（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？
（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？（g＝10N/kg）
4. 如图6所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重，
密度为，测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg。问：
（1）物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少？
（2）物体出水面后上升的速度是1m/s，牵引车拉力的功率多大？
滑轮组机械效率计算专题 一、复习目标： 1、了解滑轮组的特点 2、会解答简单的关于滑轮组机械效率的计算 二、知识储备： 1.对于简单机械来说，提升重物时，克服___________所做的功为有用功,实际拉力做的功为________.那么机械效率的计算公式可写作η=_____________. 2、在力学中，功包含两个必要的因素分别是和，计算功的公式W= 。克服重力做功的公式为W= ，克服阻力做功的公式为W= 。功率的计算公式P= = 。 3、计算机械效率的公式是。 三、典例解析： 例题：用滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×103J，所用的时间为20s。求： （1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。 四、跟踪练习： 1、如图1是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，重物的质量 为100g，每个滑轮的质量都为50g，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦， 使用滑轮组使钩码匀速直线上升10㎝，则人的拉力大小为 N，有 用功为 J，额外功为 J，机械效率为。 步骤： 2、用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。 （1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做 功的功率是多少？此时滑轮组的机械效率是多少？
3、用如图3所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力F 1为 1200N ，若此时滑轮组的机械效率为80%，物体速度为1m/s ． ①拉绳的速度是多少？ ②拉绳的力F 至少为多大？ ③拉力的功率是多少？ ④如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行性建议． 五、达标测试： 1、如图3所示，物重G 为600N ，用滑轮组将重物匀速提升5m ，所用的拉力F 为250N ，滑轮组的机械效率为_______；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 2、如图6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_______，滑轮的机械效率是______(不计滑轮重力) 3、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ） A ．功率大的机械，做功一定多 B ．做功快的机械，功率一定大 C ．效率高的机械，功率一定大 D ．做功多的机械，效率一定高 4、关于机械效率，下列说法正确的是（ ） A.有用功越大，机械的机械效率就越高 B.额外功越大，机械的机械效率就越低 C.总功越大，机械的机械效率就越低 D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高 F 1
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）。
（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
答案与评分标准 一、选择题（共18小题） 1、（2009?包头）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（） A、所做的有用功为1J B、动滑轮自重0.2N C、拉力F做功的功率为0.3W D、该滑轮组的机械效率为83.3% 考点：滑轮组及其工作特点；功的计算；有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算。 专题：计算题；比较思想。 分析：（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，工作特点是：可以达到既省力又改变力的作用方向．动滑轮由几段绳子承担，绳端移动的距离就是物体升高高度的几倍．（2）结合功、功率和机械效率的公式分别计算出所做的有用功、动滑轮自重、拉力F做功的功率、该滑轮组的机械效率，然后和所提供的计算结果比较，得出正确的判断． 解答：解：A、∵用滑轮组提升物体，对物体做的功是有用功． ∴所做的有用功W用=Gh=10N×0.1m=1J． ∴该选项中，所做的有用功为1J，计算结果正确． B、∵不计绳重和绳与滑轮间的摩擦时，该滑轮组中的动滑轮由两段绳子承担，绳子上的拉力是物体和动滑轮总重的二分之一，则：动滑轮的重力G动=2F﹣G物=2×6N﹣10N=2N． ∴动滑轮自重0.2N，计算结果不正确． C、∵用滑轮组提升物体，拉力F做的功是总功，则拉力F做功的功率． ∴拉力F做功的功率为0.3W，计算结果不正确． D、∵该滑轮组的机械效率η=． ∴该滑轮组的机械效率为83.3%，计算结果正确． 本题计算结果正确的有两个：A和D． 故选A、D． 点评：本题考查滑轮组的工作特点，利用公式逐个计算，然后和选项比较，计算过程注意格式，过程和结果都有单位． 2、如图所示，斜面长为3cm，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上．在这过程中（） A、有用功是400J，总功是840J B、有用功是840J，额外功是400J C、总功是12O0J，机械效率是7O% D、有用功是400J，机械效率是7O% 考点：功的计算；有用功和额外功；斜面的机械效率。 专题：计算题；应用题。
探究滑轮组的机械效率 一、实验目的： １、会测量滑轮组的机械效率。 ２、会处理实验数据，并根据实验数据发现新的问题。 二、实验原理： ∵ Ｗ有用＝Ｇh ， Ｗ总＝Ｆｓ，s=nh (其中，G 表示物重，F 表示弹簧测 力计的拉力，s 表示弹簧测力计移动的距离，h 表示重物上升的距离h ，n 表示承载物体的绳子的股数) ∴ 三、所测物理量： 必须测量：物重G 、拉力F 、 [假设为0.1m 、弹簧测力计移动的距离S=nh=0.1n （m ）] 重物上升的距离h 和弹簧测力计移动的距离S 这两个物理量可以不测量 四、实验器材：钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 五、实验步骤： １．用所给器材组装如图１所示滑轮组。 ２．将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 3．用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 4．根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Ｇｈ和Ｗ总＝Ｆｓ计算出有用功和总功， 按 计算该滑轮组的机械效率。 图１ 图2 图3 图4
5．改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。 6.钩码重力不变，承载滑轮组重复上述实验步骤。 注意：实验过程中应匀速竖直拉动测力计 实验表格： 六、交流与总结： 1.相同滑轮组的机械效率是否相同？ 不一定相同，用同一滑轮组提升钩码，所挂钩码质量大时比挂钩码质量小时机械效率大。 2.不同滑轮组的机械效率是否相同？ 不一定相同，挂钩码相同时，动滑轮质量大的滑轮组的机械效率比动滑轮质量小的滑轮组的机械效率低。 3.物体上升越高机械效率越大对不对？ 因为S绳=nh物，所以h增大几倍，W有和W总也同时增大几倍，两者的比值η不变，所以机械效率的大小与重物上升的高度无关 4.越省力的机械，其机械效率越高对不对？ 越省力的机械，动滑轮质量越大，机械做的额外功越多，有用功在总功中占的比例越小，机械效率也小。无关 七、实验结论： 1、滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关, 2、同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高 3、不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
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
九年级物理机械效率测试题（附答案） 《机械效率》测试题一、填空题（每空1分，共30分）1．对完成工作任务无用而又必须做的功叫做_________，有用功和额外功 之和叫做___________。2．因为_________功总小于_________功，所以机械效率总小于1。提高机械效率的途径是减小___________功。3．板车上装有货物，一人拉着该板车将货物送到目的地，对货物所做的功叫_____功，对板车所做的功叫______功，如果目的 是送板车，则对板车所做的功叫_____功，对货物所做的功叫______功。4．一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9600N，起重机做的有用功是____________，总功是___________，机械效率 是___________。5．利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高 6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是 ___________。6．如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F 匀速向上提起重物时，拉力F的大小为______，滑轮组的机械效率是________。（绳重和摩擦不计）7．某机械的机械效率为80%， 使用它做400J的有用功，需同时做________J的额外功。8．如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需要___________和___________；除钩码重外，还要测出的数据有 ___________、____________、__________；弹簧测力计的拉力方向 应__________，钩码应___________上升；将图中钩码减少一个，则 滑轮组的机械效率将__________。9．如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以0．5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是______J，拉力F是______N。（g取10N/kg）10．用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲 ______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G2的重物（G1> G2），机械效率为η2，则可 判定η1______η2。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）二、选择题（每题3分，共30分）1．分别用杠杆、
滑轮专题复习 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 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很多，现以串联式滑轮为例，介绍几种滑轮组绳子的穿绕方式。1．一个定滑轮和一个动滑轮（图1．47－7）。 2．一个定滑轮和二个动滑轮（图1．47－8）。 3．二个定滑轮和一个动滑轮（图．47－9甲）。 4．二个定滑轮和二个动滑轮（图1．47－9乙）。
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 ① 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) ② 物动 （不计绳子重和摩擦） ③ 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： ①η有 总（当滑轮组处于竖直状态时）或η有 总 （当滑轮组处于水 平状态时） ②有 总 有 有额 物 物动 （不计绳重和摩擦时） 4、两个功率公式 ①（适用于任何状态的滑轮组） ② P=FV绳 典型习题 1、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，下列说法正确的是（）
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
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
2019年中考物理实验专题复习—— 探究滑轮组的机械效率的实验命题点 典题欣赏: 1.（2018铜仁）如图所示，小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时，用20N的拉力将重为30N的物体匀速提升30cm.求： ①此滑轮组是由段绳子承担动滑轮和物体的总重。 ②滑轮组的机械效率是 %． ③测量滑轮组的机械效率时，下列因素中：a．动滑轮重力、b．绳子 绕法、c．摩擦力、d．定滑轮重力、e．物体重力，对滑轮组机械 效率有影响的是（） A．acde B．bce C．ace D．abcde 2.（2018?南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下： 次数物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 机械效率η 1 2 0.10 1.0 66.7% 2 3 0.10 1.4 71.4% 3 6 0.10 2.5 （1）实验中应竖直向上拉动弹簧测力计，绳端移动距离为m。 （2）第3次实验的机械效率为%。 （3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是；小华所用动滑轮的重一定小于N。 3．（2018?西宁）小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；
小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。 物理量滑轮组装置甲装置乙 钩码重G/N 4 4 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.6 1.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η71.4% （所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是N，甲滑轮组的机械效率是；（2）由计结果可以确定的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是，由此可知，可采用的方法来提高滑轮组的机械效率。 （3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。 4．（2018?黔南州）如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g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，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F．请你根据这个同学做的实验完成下列问题： （1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是； （2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是cm。 （3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是，拉力F做功的功率是W。
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轮＝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。
（机械制造行业）机械效 率计算
典型计算公式 基础过关： 1．大军用某机械将一500N的重物匀速提高1m，做的额外功是100J，则他做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？ 2、某人用图中的滑轮组提升重G=100N的物体，所用拉力F=60N,使其匀速上升1m,求：拉力做的有用功、总功及滑轮组的机械效率 3．如图所示的滑轮组把200牛的重物匀速拉到10米高的楼房顶部，在拉动过程中绳端所加的拉力为90牛，已知动滑轮重50N，求：总功、有用功、额外功、克服动滑轮重所做的功、克服摩擦所做的功、机械效率 4．建筑工地上工人利用滑轮组使2000N重物匀速升高5m所用的时间是50s。如果工人做的功是12500J。求： ⑴工人做功的功率是多少？⑵滑轮组的机械效率是多少？ 5.如图所示，某人用机械效率为80％的滑轮组匀速提升重120N的物体，在2s内，绳的自由端移动了6m，求： （1）物体上升的高度和速度。（2）人的拉力为多大？（3）人所做的额外功是多大？ 6．小华用一个动滑轮在1s内将重800N的货物沿水平方向匀速拉动1m，所用的拉力为250N，若物体A受到的水平面的摩擦力为200N，则在这一过程中小华所做的有用功是多少J，额外功是多少J，该动滑轮的机械效率是多少，他做功的平均功率是多少W。 7、如图所示，物体A在拉力F的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是600J，物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是80％，求：（1）额外功时多少？（2）拉力F是多少？（3）物体所受的摩擦力是多大？ 8．一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？ （2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？ 9、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为
一、定滑轮和动滑轮： 二、滑轮组：滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，它既省 力，又能改变力的方向，但是费距离。 1、绳数n ：与移动部分相连的绳子数目 2、绳上（绳子自由端）拉力的大小F ： (1)、竖直提升物体 （不计绳重和绳子与轮之间的摩擦） (2)、水平拖动物体 （不计绳重和绳子与轮之间的摩擦） f 为物体与地面之间的摩擦力 (3)、竖直拖动物体加水平提升动滑轮 （不计绳重和绳子与轮之间的摩擦） 3、距离和速度的关系： 物体上升的距离为h 物体水平移动距离为L 则有绳子自由端移动距离（拉绳子的距离）：S=nh 或S=nL 物体上升的距离为Vh 物体水平移动距离为VL 则有绳子自由端移动距离（拉绳子的距离）：VS=nV h 或VS=nV L 4、拉力做的功、人做的功、总共W 总： n G G F 动 += n f F = n G f F 动 +=
W 总=FS 5、有用功W 有 W 有=Gh （竖直提升物体） W 有=fL （水平拖动物体） 6、额外功W 额： W 额=W 总－W 有 克服绳重摩擦做的功（无法直接算出） 克服轮重做的功h G W 动=1 克服容器重力做的功h G W 容=2 7、功率：做功的快慢P s FV t W p ===t FS 8、机械效率η F G FS Gh W W n = == 总有η(竖直提升物体) 若不计绳重和摩擦，则有动 G G G += η F f FS fL W W n === 总有η（水平拖动） 9、影响滑轮组机械效率的因素 动G G G += η (不计绳重和摩擦) 物体越重滑轮组的效率越高 动滑轮越重滑轮组的效率越低 其机械效率与绳数、拉动速度以及拉动的距离均无关
专题讲解机械效率计算专题 重难点突破方法归纳、要领1.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？ 2．湛江港一装卸工人用如图 1l 所示的滑轮组匀速提升质量为 80 kg 的货 物，所用的拉力 F 为 500N ，绳子自由端在 50s 内被匀速拉下 4m ，求： (g 取 10N ／ kg)(1) 提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为 0． 04m 2，求货物对地面的压强． (2) 提升时绳子自由端的速度． (3) 拉 力 F 的功率． (4) 此滑轮组的机械效率． 3． (201 4·遵义 )一体重为600 N 、双脚与地面的接触面积为0.05 m2的工人， 用如图所示的滑轮组将重为800 N 的物体匀速提高了0.5 m ，此时该滑轮组的 机械效率为80%.( 不计绳重及摩擦)求： (1)在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大； (2)在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大； (3)使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．
4.如图所示，在 50N 的水平拉力 F 作用下 , 重 800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动 , 物体与地面间滑动摩擦力为 120Ｎ.求：（ 1）滑轮组的机械效率为多少？ （2）若物体的速度为 0.2m/s, 则 1min 内拉力做的功为多少？（ 3）拉力的功率是多少？ 5．用如图所示的滑轮组去拉物体 A，已知 A 物质的密度是 2 × 103kg／ m3 ，底面积是 0．3m3 ，重力为 600N。物体 A 在 F=100N 的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m 。 (g 取 10N／ kg)求： (1)物体 A 对水平地面的压强是多少 ? (2)物体 A 的体积是多大 ?(3)若该装置的机械效 率为 80％，物体 A 在水平方向上受到的阻力是多少 6. 如图所示装置，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F1 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。 G 7．如图所示，斜面长 S=10m ，高 h=4m ．用沿斜面方向的推力 F ，将一个重为100N 的物体由斜面底端 A 匀速推到顶端 B ．运动过程中物体克服摩擦力做了 100J 的功．求： (1) 运动过程中克服物体的重力做的功；(2) 斜面的机械效率；(3) 推力 F 的大小．
1.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？ 2．湛江港一装卸工人用如图1l所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg 的货物，所用的拉力F为500N，绳子自由端在50s内被匀速拉下 4m，求：(g取10N／kg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接 触面积为0．04m2，求货物对地面的压强．(2)提升时绳子自由端的 速度．(3)拉力F的功率．(4)此滑轮组的机械效率． 3．(2014·遵义)一体重为600 N、双脚与地面的接触面积为0.05 m2的工人，用如图所示的滑轮组将重为800 N的物体匀速提高了0.5 m，此时该滑轮组的机械效率为80%.(不计绳重及摩擦)求： (1)在匀速提升物体的过程中，工人对绳子的拉力为多大； (2)在匀速提升物体的过程中，工人对地面的压强为多大； (3)使用该滑轮组，这个工人最多能提起多重的物体．
8.如图所示，质量为70kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BC=3BO。在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平 衡，且绳被拉直。（绳重不计，g取10N/kg）求： （1）物体A的重力G； （2）绳对杠杆B端的拉力F拉； （3）此时物体A对地面的压强p。 9.如图是一个上肢力量健身器示意图,D是动滑轮;配重A是质量为162kg、边长为30cm的正方体物块,杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=1:2,假定运动员体重是600N(不计杠杆重、绳重及摩擦,g取10N/kg).求： (1)配重A的密度是多少kg/m3? (2)配重A自由放置时对地面的压强是多少Pa? (3)当人将配重A匀速提离地面时，人用了410N的力，则动滑 轮重为多少N? 10.我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂OAB可以看作杠杆，吊臂前端用钢绳连着动滑轮，立柱CA竖直，OB：OA=6：1。用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出，放在水平地面上。石墩质量为1.5×l04 kg、底面积为3m2、高为2m。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3）(l)浸没在水中的石墩（石墩的底部未浸入淤泥中），受到浮力是多少？ (2)石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩 对地面的压强是多少？ (3)石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉 力为1×105 N，此时动滑轮的机械效率是多少？ (4)当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳 和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱CA对吊臂A点竖 直向上的作用力是多少？
《滑轮组机械效率的计算》教案 知识目标 1.知道滑轮组规律以及滑轮组机械效率的有关计算公式。 2.熟练运用上述公式或变形式进行综合计算。 情感目标 培养学生的思维和综合计算能力。 教学方法 1、公式的选择及应用 2、受力分析寻找解题思路及公式的转换和变形 3、“整分合补测”五环节复习模式 教学媒体 多媒体辅助教学 教学过程 介绍本节课学习内容和目标。 一、回顾解决滑轮组机械效率综合计算可能用到的相关公式 功的定义式：W=Fs 功率定义式：P=W/t P=Fv 滑轮组省力公式：F=(G+G动)/n 滑轮组距离公式：s = ns物 滑轮组速度公式：v=nv物 机械效率公式：η=W有/W总 二、教学引入 想一想滑轮组的计算中涉及的物理量有哪些？ 滑轮组的计算首先应突破的重点是什么？ （1）弄清用滑轮组做功时，拉着动滑轮的绳子的段数。此时每段绳子上的拉力都相等。（不计摩擦，不计绳重） （2）对滑轮组进行受力分析。初中阶段研究的对象要么静止，要么做匀速直线运动，即受力平衡。选取研究对象，分析对象受力，利用平衡条件解题。 1、如图，每个滑轮重10N，物体A重80N，不计绳重和摩擦，整个装
置处于静止状态，求绳子的拉力F 。 第2题 2、如图所示，物体重40N，滑轮重10N，（不计绳重和摩擦），在拉力F作用下匀速上升，则拉力F的大小为多少。 （3）、弄清滑轮组绳子自由端移动的距离与物体移动的距离的关系，以及绳子自由端移动的速度与物体移动的速度的关系。 三、初步运用公式解题 通过图片展示，能够把握住利用公式解题时的关键，即W有用为滑轮组对物体所做的功（从滑轮组直接对物体施加的力处入手）W总为动力对滑轮组所做的功（从动力一般为人手处入手） 3、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是____ 、____ 、 ____ . 4、如下图所示，用一动滑轮拉一物体在水平面上匀速运动的距离是L ，物体受到的摩擦力为f，水平拉力为F，则动滑轮所做的有用功W有用=___ ，总功W总=____它的机械效率为____ （不计滑轮重力）
《探究滑轮组的机械效率》专题练习 1．如图甲所示，滑轮组在竖直向下的拉力F作用下，将重为1300N的物体匀速提起，在5s 时间内绳子自由端移动的距离为S=3m．图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系 图． （1）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是，并列式计算出该物理量． （2）计算滑轮组提升该重物时的机械效率． （3）如图丙是该滑轮组的机械效率随物体的重力变化的图象（不计绳重与摩擦），求动滑轮重； （4）一个体重为500N的同学能用此滑轮组提起丙图中最重的物体吗？ 2．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下： 次数钩 码 重 /N 动 滑 轮 重 /N 钩码 上升 的距 离/cm 弹簧测 力计 的示数 /N 弹簧测 力计 上升的 距离/cm 机械效 率 1 2 0.8 5 1 15 66.7% 2 4 0.8 5 1.7 15 \ 3 6 0.8 5 \ 15 83.3% （1）在实验操作中应该使钩码（选填“快速”或“缓慢”）上升； （2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为（保留三位有效数字）； （3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为N，滑轮组做的有用功是J； （4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与有关； （5）分析表中数据可知，F≠，可能的原因是：； （6）某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G’，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦．则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是． A．η=B．η=C．η=D．η=1﹣．
1、如图所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为_______；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不 变”）。 2、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_______，滑轮的机械 效率是______(不计滑轮重力) 3、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率一定大 C．效率高的机械，功率一定大 D．做功多的机械，效率一定高 4、关于机械效率，下列说法正确的是（） A.有用功越大，机械的机械效率就越高 B.额外功越大，机械的机械效率就越低 C.总功越大，机械的机械效率就越低 D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高 5、甲、乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，下列说法中正确的是（） A、使用甲机械做功省力 B、甲机械做功快 C、相同时间内，甲机械完成的功多 D、乙机械的额外功在总功中占的比例大。 6、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，他们分别记下 了钩码和弹簧测力计的位置。 （1）小红__________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N,同时小 雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表： 钩码重（N）弹簧测力计提升的高度（m）有用功（J）总功（J）机械效率 2 0.4 0.2 0.2 100% （2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原 因___________________ _____ (3)该滑轮组的机械效率实际为_____ (4)若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将_______（选填变大、变小、不变）