滑轮组计算题与斜面专题
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资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载滑轮组、斜面、杠杆计算题(学生版)地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容滑轮组、斜面、杠杆计算题一.计算题(共13小题)1.如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆左端A处挂了一小球,右端B 处施加个F=3N的拉力,此时小球浸没在水中,杠杆在水平位置平衡,OA=60cm,OB=40cm,小球的密度为3×103kg/m3,g取10N/kg。
求:(1)绳子对杠杆A端的拉力;(2)小球的体积。
2.如图所示重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动,当把甲乙两物体如图分别挂在两个端点A、B上时,轻杆恰好在水平位置平衡,此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出,物体乙未与容器底接触,已知轻杆长2.2m,支点O距端点B的距离为1.2m,物体甲的质量为8.28kg,物体乙的体积为0.001m3.(g=l0N/kg。
忽略绳重,不计弹簧测力计的重力)求:(1)甲物体的重力;(2)乙物体受到水的浮力;(3)弹簧测力计的示数;(4)乙物体的密度。
3.倾角为30°的斜面和一个动滑轮构成了一个简单机械。
如图,轻绳均平行于斜面、用力拉动重为G1=6N的物体匀速上滑时,忽略一切阻力,该机械的效率为75%,这一过程中物块升高了0.20m。
请完成下列问题。
(1)该过程力F做的有用功多大;(2)滑轮的重力G2大小是多少;(3)力F多大。
补充.在如图所示的装置中,斜面长5m,高2m,现将质量为200kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端,若装置的机械效率为80%,人作用于绳自由端的拉力为500N,求:(1)人做的总功是多少?(2)物体与斜面间的摩擦力是多少?(g=9.8N/kg)4.如图所示,沿斜面向上用F为50N的力拉一个重为100N的物体匀速运动到斜面顶端,斜面长10m,高4m,求:(1)在这过程中做的有用功是多少?(2)这个斜面的机械效率是多少?(3)物体受到斜面的摩擦力是多大?5.用如图所示的滑轮组提升质量40kg的物体,拉力为250N,使物体匀速上升3m,不计绳重和摩擦。
3.3简单机械——滑轮、斜面及机械效率一、定滑轮与动滑轮特点1.如图所示,分别用力F1、F2、F3,匀速提起重物A,若不计摩擦,关于三个力的大小关系,下列选项中正确的是( )A.F1=F2=F3B.F1>F2>F3C.F1>F2=F3D.F1<F2<F31.【答案】A【解答】定滑轮是一个等臂杠杆,它不省力不费力,且力的大小与拉力的方向无关,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
2.按如下图使用简单机械,有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有()A.只有①③④B.只有①③C.只有④D.①②③④都可以2.【答案】A【解答】用200N力提起了重为700N的物体,省了力,省力的方法可以使用杠杆,也可以使用动滑轮或滑轮组。
故答案为:A3.滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点?以下是小丽对此进行的实验:①如图甲,用弹簧秤测出两个钩码的重:②如图乙,用手竖直向下匀速拉弹簧秤,记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。
测量钩码和绳子自由端通过的距离,记录在下表中:③如图丙,改变拉力方向重复实验并记录。
拉力方向弹簧秤示数(牛) 绳子自由端移动距离(厘米) 钩码上升距离(厘米) 竖直向下 2.0 15 15斜向下 2.0 12 12水平 2.0 8 8请回答:(1)①中测得钩码重为牛:(2)分析数据,可得出的结论是:(3)小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性,还需。
3.【答案】(1)2(2)使用定滑轮既不省力也不省距离,但能改变力的方向(3)改变所挂钩码重,重复上述实验【解答】(1)根据图甲可知,测力计的量程为5N,分度值为0.2N,则示数为2N;(2)根据表格可知,当使用定滑轮沿不同方向拉动测力计时,测力计的示数始终等于钩码重力,且绳子移动的距离等于钩码上升的高度,那么得到结论:使用定滑轮既不省力也不省距离,但能改变力的方向。
(3)小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性,还需改变所挂钩码重,重复上述实验。
专题32 滑轮及滑轮组机械效率的计算斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识,也是中考中常考实验之一。
通过斜面及斜面的机械效率考查,能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况,加深对机械效率的理解。
在中考试卷中,结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查,侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素,主要以实验、计算形式考查,分值在2分—6分左右。
一、斜面定义、特点及实际应用:1、斜面的定义:斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2、斜面特点:斜面是一种省力的简单机械。
用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h,倾角为α,推力F所做的功W F=FL,不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功W G=Gh,根据机械功的原理(使用任何机械都不省功),得FL=Gh,所以sinGhF GLα==,由于L>h,所以可以省力。
3、应用:螺旋(木螺丝、螺母、螺杆、饮料瓶瓶盖)、盘山公路等。
例题1 (2022全国九年级)如图所示,将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时,如若沿斜面的拉力分别为F B、F C,各个过程拉力做功为W B、W C,则它们的大小关系正确的是()A.W B>W C,F B<F C B.W B=W C,F B<F C考点透视迷津点拨与点对点讲练C .W B >W C ,F B =F CD .W B =W C ,F B =F C【答案】B 。
【解析】斜面光滑说明摩擦力为0,拉力除了克服物体重力做功之外没有做额外功,则两次做的功都等于克服物体重力做的功,两次分别把同一物体提升到相同的高度,克服物体重力做的功相同,所以拉力做功也相同,即W B =W C ,斜面BA 的倾斜角度小于斜面CA 的倾斜角度,所以s AB >s AC ,由W=Fs 可知所以物体沿BA 运动时拉力较小,即F B <F C ,故选B 。
【点拨】斜面是一个可以看成一个省力的简单机械,省力的大小与斜面的粗糙程度有关,还有斜面的倾斜角度有关。
初二物理简单机械-计算专题及答案本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March简单机械滑轮组初中物理组卷一.计算题(共30小题)1.建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为1.2×103kg的物体,拉到长100m,高50m的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N,g=10N/kg,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦.(1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图;(2)对物体做的有用功,以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率;(3)若动滑轮重1000N,物体所受摩擦力的大小;(4)若拖拉机的最大输出功率为12kW,求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度.2.工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N.斜面长10m,高5m.g=10N/kg,求:(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?(2)此过程推力做了多少功?(3)斜面的机械效率是多少?3.工人想把重1 000N的木箱A搬到高h=5m,长L=10m的斜面上,如图所示.他站在斜面上,沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.(1)工人拉木箱的功率是多大?(2)该斜面的机械效率是多少?(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?4.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m.求:(1)推力做的功;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对物体的摩擦力.5.如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为G A.在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v A,滑轮组的机械效率为η.已知:G A=400N,v A=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计.求:(1)绳子自由端的速度大小v绳;(2)动滑轮所受的重力大小G动;(3)拉力F做功的功率P.6.如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图,运动员通过拉力F的作用下来提升配重,以达到锻炼臂力的目的.在一次训练时,运动员加配重的质量为30kg,拉力F的作用下,配重在5s的时间里,匀速竖直上升了50cm.在这个过程中,动滑轮提升配重所做的有用功为W有,运动员对绳子的拉力F做功的功率为 40W.忽略绳重和摩擦.(g取10N/kg)求:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小;(2)动滑轮的重力.7.如图所示,建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处,已知建筑材料的质量m=80kg,卷扬机向下拉绳子的力F=500N,建筑材料上升的速度是1m/s,不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,g取10N/kg.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)滑轮组的机械效率η;(3)卷扬机向下拉力F的功率.8.如图所示,工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,g 取10N/kg,求:(1)重物受到的拉力大小和动滑轮重;(2)拉力做功的功率;(3)滑轮组的机械效率.9.如图所示,是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机,提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成,用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处.如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg,一次提升建筑材料360kg,提升高度为l0m,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力,(g取10N/kg)求:(1)钢丝绳的拉力;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率.10.用如图所示的滑轮组,将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m,已知在这个过程中,拉力F做功的功率为150W.不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)拉力F所做的有用功(2)滑轮组的机械效率η11.用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中,作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N,如果物体A上升的速度v A为0.1m/s,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)拉力F做功的功率P.(3)滑轮组的机械效率η.12.如图所示,是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图.与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N,小车拉动绳子的最大功率为15KW.物体A重G A=1600N,动滑轮重G动=400N.不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦.则:(1)物体A匀速提升2m的过程中,小车所做的有用功W有用为多少?(2)滑轮组提升物体A时的机械效率η为多大?(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升,则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为多大?13.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图.已知井深12m,物体质量m=6×102kg,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.(g=10N/kg)求:(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)滑轮组的机械效率为多少?(3)若汽车运动的速度为3m/s,汽车牵引力的功率为多少?(4)物体被拉上来静置在井口地面上时,对地面的压强是多少?14.工人用图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量变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,g=10N/kg.(1)从图乙中看出,建材重400N时,滑轮组的机械效率为50%,则动滑轮重为多少?(2)若某次运送建材的质量为50kg,则建材的重力是多少?(3)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300N,求拉力的功率;(4)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大?15.如图所示,重350N的物体在100N的拉力作用下10秒钟上升30cm,若不计摩擦和绳子重,求:(1)物体上升速度;(2)拉力的功率;(3)若物体再增加100N,滑轮组的机械效率为多大.16.某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A,当工人师傅对绳子施加300N的拉力时,物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg 求:(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.17.如图所示,重为1140N的物体,工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s,提升到指定的位置需要0.5min.(不计摩擦及绳重)(1)工人师傅拉绳的功率是多大?(2)滑轮组的机械效率是多大?18.底面积100cm2的物体静止在水平地面上,对地面的压强为2×105Pa,用如图所示的滑轮组在5s 内将物体匀速竖直提升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求:(1)物体的质量;(2)拉力F的功率;(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物,需要多大的拉力.19.一名质量为70kg的工人,用如图所示的装置提升一堆砖,已知托板重200N,每块砖重100N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力.当工人提升10块砖时,此装置的机械效率为80%,(g取10N/kg)求:(1)动滑轮重力;(2)利用此装置提升砖块的最高机械效率.20.如图所示,滑轮组在拉力F的作用下,拉着重300N的物体A以1m/s的速度在水平面上匀速直线运动的过程中,物体A所受的滑动摩擦力为70N,拉力F的功率P=80W(不计绳重和摩擦).求:(1)物体A的质量.(2)拉力F的值.(3)滑轮组的机械效率.21.如图1所示,物体A重为16N置于水平桌面上,在拉力F的作用下,5s内匀速直线运动了0.5m.图2是拉力F做的功随时间变化的图象.物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.2倍.求:(1)物体A的速度.(2)5s内拉力F对物体A做的有用功.(3)滑轮组的机械效率η.22.如图所示,每个滑轮重均为20N,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在20s 内物体移动了4m,拉力F做的功为1280J.(不计绳重及机械内部摩擦)求:(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.23.某科技小组设计了如图甲所示的装置,将水中长方体A匀速提升至空中,所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示.已知A的质量为68kg,底面积为0.08m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,不计绳重、摩擦和水的阻力.求:(1)A受到的重力;(2)A离开水面后滑轮组的机械效率;(3)动滑轮的总重;(4)A的密度.24.小雨重600N,每只脚地面的接触面积是2×10﹣2m2.如图,他站在水平地面上用滑轮组提升重物(不计绳重和摩擦).(1)如图甲所示,小雨将物体A匀速提高2m做的有用功为420J,滑轮组的机械效率为87.5%.求:①物重G A是多少?②小雨对水平地面的压强是多少?(2)如图乙所示,重440N、高0.5m、密度为8.8×103kg/m3的实心物块B沉在水池底,池底受到水的压强为2×104Pa.小雨用此滑轮组将池底的物块B匀速缓慢地提升(不计水的阻力),直到其上表面与水面相平为止,用时30s.求:他拉绳的功率是多少?25.如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将实心长方体A从江底沿竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象.A完全离开水面后,电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N,滑轮组的机械效率为80%,A上升的速度始终为0.1m/s.(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不考虑风浪、水流灯因素的影响),求:(1)长方体A的重力;(2)长方体A未露出水面时受到的浮力;(3)长方体A静止在江底时上表面受到的水的压强;(4)长方体A未露出水面时滑轮组的机械效率.26.如图,轻质杠杆OA可绕O点转动,OA=0.3m,OB=0.2m.A处挂一个质量为2kg的物体G,B 处加一个竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则:(1)物体G的重力大小为多少?(2)F的大小为多少?27.如图所示,质量为80kg,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=120N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:此时(1)绳对B端的拉力F拉;(2)物体A对地面的压强p.28.杠杆平衡时,动力F1的大小为2N,动力臂L1为0.5m,阻力臂L2为0.1m,求阻力F2的大小.29.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,杠杆长0.4米,在它的中点B处挂一重30牛的物体G.若在杠杆上A端施加竖直方向的力F,使杠杆在水平位置平衡,求F的大小为多少牛?简单机械滑轮组初中物理组卷参考答案与试题解析一.计算题(共30小题)1.建筑工地上,需要利用拖拉机和滑轮组(如图所示)将质量为1.2×103kg的物体,拉到长100m,高50m的斜面顶端,测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4×103N,g=10N/kg,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦.(1)在图中画出物体对斜面压力F的示意图;(2)对物体做的有用功,以及此时滑轮组与斜面组合的机械效率;(3)若动滑轮重1000N,物体所受摩擦力的大小;(4)若拖拉机的最大输出功率为12kW,求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度.【解答】解:(1)物体对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直斜面向下,压力F的示意图如图所示:;(2)已知物体质量和斜面高,对物体做的有用功:W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×50m=6×105J;由图可知,滑轮组中有两段绳子通过动滑轮,即n=2,将物体拉上斜面时,拖拉机通过距离s=2L=2×100m=200m,拉力总功:W总=F拉s=4×103N×200m=8×105J,所以拉动物体时的机械效率:η=×100%=×100%=75%;(3)根据W总=W有+W额可得额外功:W额=W总﹣W有=8×105J﹣6×105J=2×105J,不计绳重及滑轮与绳、轴间的摩擦,克服动滑轮重和斜面摩擦所做的功是额外功,所以W额=fL+G滑h,所以物体所受摩擦力:f===1.5×103N;(4)由P===F拉v,拖拉机的最大输出功率为12kW,拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度:v===3m/s.答:(1)见上图;(2)对物体做的有用功为6×105J,此时滑轮组与斜面组合的机械效率为75%;(3)物体所受摩擦力的大小为1.5×103N;(4)拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度为3m/s.2.工人利用如图所示的斜面,把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端,所用时间为10s,沿斜面向上的推力为300N.斜面长10m,高5m.g=10N/kg,求:(1)把货物推上斜面做的有用功是多少?(2)此过程推力做了多少功?(3)斜面的机械效率是多少?【解答】解:(1)货物受到的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N;工人做的有用功为:W有用=Gh=500N×5m=2500J;(2)工人推力做的总功为:W总=Fs=300N×10m=3000J;(3)斜面机械效率为:η==×100%≈83.3%;答:(1)把货物推上斜面做的有用功是2500J;(2)此过程推力做了3000J;(3)斜面的机械效率是83.3%.3.工人想把重1 000N的木箱A搬到高h=5m,长L=10m的斜面上,如图所示.他站在斜面上,沿斜面向上用F=625N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端.(1)工人拉木箱的功率是多大?(2)该斜面的机械效率是多少?(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大?【解答】解:(1)工人做的功:W总=FL=625N×10m=6250J,将木箱从斜面底端拉到斜面顶端所用的时间:t===50s;工人拉木箱的功率:P===125W;(2)工人对木箱做的有用功:W有=Gh=1000N×5m=5000J斜面的机械效率:η==×100%=80%;(3)摩擦力做的功:W f=W总﹣W有=6250J﹣5000J=1250J摩擦力的大小:f===125N.答:(1)工人拉木箱的功率是125W.(2)该斜面的机械效率是80%.(3)木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是125N.4.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢,所用的斜面长是3m.求:(1)推力做的功;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对物体的摩擦力.【解答】解:由题可知,推力F=500N,物体的重力G=800N,斜面长度s=3m,斜面高度h=1.5m,(1)推力做的功:W总=Fs=500N×3m=1500J;(2)克服物体重力做的有用功:W有用=Gh=800N×1.5m=1200J,斜面的机械效率:η=×100%=×100%=80%;(3)所做的额外功:W额=W总﹣W有用=1500J﹣1200J=300J,因为W额=fs,所以斜面对物体的摩擦力:f===100N.答:(1)推力做的功为1500J;(2)斜面的机械效率为80%;(3)斜面对物体的摩擦力为100N.5.如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为G A.在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为v A,滑轮组的机械效率为η.已知:G A=400N,v A=0.4m/s,η=80%,绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计.求:(1)绳子自由端的速度大小v绳;(2)动滑轮所受的重力大小G动;(3)拉力F做功的功率P.【解答】解:(1)由图知,n=2,绳子自由端移动的速度:v=2v A=2×0.4 m/s=0.8 m/s;(2)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,滑轮组的机械效率:η===,代入已知数值得:80%=,解得动滑轮重力:G动=100N;(3)绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计,拉力F=(G A+G轮)=(400N+100N)=250N,拉力做功的功率P===Fv=250N×0.8m/s=200W.答:(1)绳子自由端的速度大小为0.8m/s;(2)动滑轮所受的重力大小为100N;(3)拉力F做功的功率为200W.6.如图是某校体育器械进行臂力训练的示意图,运动员通过拉力F的作用下来提升配重,以达到锻炼臂力的目的.在一次训练时,运动员加配重的质量为30kg,拉力F的作用下,配重在5s的时间里,匀速竖直上升了50cm.在这个过程中,动滑轮提升配重所做的有用功为W有,运动员对绳子的拉力F做功的功率为 40W.忽略绳重和摩擦.(g取10N/kg)求:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力F的大小;(2)动滑轮的重力.【解答】解:(1)由图知,使用的滑轮组是两定、一动,承担物重的绳子股数n=2,拉力端移动的距离:s=2h=2×50cm=100cm=1m,拉力端移动的速度:v===0.2m/s,拉力做功功率P===Fv,则拉力F===200N;(2)配重重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,忽略绳重和摩擦,拉力F=(G+G轮),则动滑轮重力:G轮=2F﹣G=2×200N﹣300N=100N.答:(1)在此次训练中运动员对绳子的拉力的大小为200N;(2)动滑轮的重力为100N.7.如图所示,建筑工地上有一批建筑材料需要运往高处,已知建筑材料的质量m=80kg,卷扬机向下拉绳子的力F=500N,建筑材料上升的速度是1m/s,不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦,g取10N/kg.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)滑轮组的机械效率η;(3)卷扬机向下拉力F的功率.【解答】解:(1)建筑材料的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N,由图知,滑轮组由两段绳子承担物重,设提起质量m的建筑材料时卷扬机对绳的拉力为F,根据动滑轮受力关系可得F=(G+G动),G动=2F﹣G=2×500N﹣800N=200N;(2)滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%;(3)卷扬机的速度,v=nv物=2×1m/s=2m/s,卷扬机向下拉力F的功率:P=Fv=500N×2m/s=1000W.答:(1)动滑轮所受的重力为200N;(2)滑轮组的机械效率是80%;(3)卷扬机向下拉力F的功率是1000W.8.如图所示,工人用250N的力F将质量为40kg的物体在10s内匀速提升2m,不计绳重和摩擦,g 取10N/kg,求:(1)重物受到的拉力大小和动滑轮重;(2)拉力做功的功率;(3)滑轮组的机械效率.【解答】已知:拉力F=250N,时间t=10s,质量m=40kg,上升高度h=2m,n=2求:(1)重物受到的拉力F=?动滑轮重G动=;(2)拉绳子的功率P=;(3)滑轮组的机械效率η=解:(1)因为重物被匀速提起,所以重物受到的拉力等于重物重力为G=mg=40kg×10N/k=400N;因为F=(G+G动)所以G动=2F﹣G=2×250N﹣40×10N/kg=100N;(2)拉力移动距离:s=2h=2×2m=4m,拉力做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000J,拉力做功的功率:P===100W;(3)拉力做的有用功:W有=Gh=400N×2m=800J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%.答:(1)重物受到的拉力为400N;动滑轮重为100N;(2)拉力的功率为100W;(3)滑轮组的机械效率为80%.9.如图所示,是小型建筑工地上使用的罐笼式提升机,提升机机械由两个定滑轮、一个动滑轮和罐笼几个部件构成,用它能把建筑材料从低处匀速提升到高处.如果罐笼和动滑轮的总质量为120kg,一次提升建筑材料360kg,提升高度为l0m,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力,(g取10N/kg)求:(1)钢丝绳的拉力;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率.【解答】解:(1)G A=m A g=120kg×10N/Kg=1200NG物=m物g=360kg×10N/Kg=3600NF=(G物+G A)=(3600 N+1200N)=2400N;(2)根据η======75%.答:(1)钢丝绳的拉力是2400N;(2)该提升机此次提升建筑材料的机械效率是75%.10.用如图所示的滑轮组,将重1200N的物体A在100s的时间里匀速竖直提升10m,已知在这个过程中,拉力F做功的功率为150W.不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)拉力F所做的有用功(2)滑轮组的机械效率η【解答】解:(1)提升重物过程中拉力F做的有用功:W有用=Gh=1200N×10m=12000J;(2)拉力做的总功:W总=Pt=150W×100s=15000J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%;答:(1)提升重物过程中的有用功为12000J;(2)滑轮组的机械效率为80%.11.用如图所示的滑轮组提升重1200N的物体A,在匀速竖直提升物体A的过程中,作用在绳子自由端竖直向上的拉力F为500N,如果物体A上升的速度v A为0.1m/s,不计绳重和滑轮与轴的摩擦.求:(1)动滑轮所受的重力G动;(2)拉力F做功的功率P.(3)滑轮组的机械效率η.【解答】解:由图可知,承担物重的绳子股数n=3,(1)不计绳重和滑轮与轴的摩擦,则拉力F=(G+G动),所以动滑轮重力:G动=3F﹣G=3×500N﹣1200N=300N;(2)拉力端移动速度:v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s,拉力做功的功率:P=Fv=500N×0.3m/s=150W;(3)滑轮组的机械效率:η=====×100%=80%.答:(1)动滑轮所受的重力为300N;(2)拉力F做功的功率为150W;(3)滑轮组的机械效率为80%.12.如图所示,是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图.与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N,小车拉动绳子的最大功率为15KW.物体A重G A=1600N,动滑轮重G动=400N.不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦.则:(1)物体A匀速提升2m的过程中,小车所做的有用功W有用为多少?(2)滑轮组提升物体A时的机械效率η为多大?(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升,则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为多大?【解答】解:(1)小车所做的有用功:W有用=G A h=1600N×2m=3200J;(2)滑轮组提升物体A时的机械效率:η=×100%=×100%=×100%==80%;(3)由图可知,n=3,当重物以v=1m/s的速度匀速上升时,小车前进的速度为v′=3m/s由P=Fv得,小车提供给绳子的最大拉力:F m===5000N,小车提供给绳子的最大拉力F m=5000N小于绳子能承受的最大拉力6000N对滑轮受力分析可得,F=(G+G动)即G m+G动=3F m,代入得G m=3F m﹣G动=3×5000N﹣400N=14600N.答:(1)物体A匀速提升2m的过程中,小车所做的有用功W有用为3200J;(2)滑轮组提升物体A时的机械效率η为80%;(3)若要求被提升重物以v=1m/s的速度匀速上升,则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力G m为14600N.13.如图所示,是一辆汽车通过滑轮组将深井中一个边长为50cm的正方体物体拉至井口的装置图.已知井深12m,物体质量m=6×102kg,汽车重G车=3×104N,汽车匀速拉绳子时的力F=2.5×103N,汽车受到的阻力为车重的0.1倍.(g=10N/kg)求:(1)将物体从井底拉至井口的过程中,汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功?(2)滑轮组的机械效率为多少?(3)若汽车运动的速度为3m/s,汽车牵引力的功率为多少?(4)物体被拉上来静置在井口地面上时,对地面的压强是多少?【解答】解:(1)由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3,将物体从井底拉至井口的过程中,绳端移动的距离:s=3h=3×12m=36m,汽车拉绳子的拉力做的功:W总=Fs=2.5×103N×36m=9×104J;(2)汽车对物体做的有用功:W有用=Gh=mgh=6×102kg×10N/kg×12m=7.2×104J;滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%;(3)汽车匀速运动时,受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力,根据力的平衡条件可得牵引力:F牵=F+f=F+0.1G车=2.5×103N+0.1×3×104N=5.5×103N,牵引力做功功率:P===F牵v汽=5.5×103N×3m/s=1.65×104W;(4)物体静止在井口时,压力等于重力,所以物体对地面的压强:p====2.4×104Pa.答:(1)将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中,汽车拉绳子做了9×104J功;(2)滑轮组的机械效率为80%;(3)汽车牵引力的功率为1.65×104W;(4)物体被拉上来静置在井口地面上时,对地面的压强是2.4×104Pa.14.工人用图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量变化的图象如图乙,机械中摩擦力及绳重忽略不计,g=10N/kg.(1)从图乙中看出,建材重400N时,滑轮组的机械效率为50%,则动滑轮重为多少?(2)若某次运送建材的质量为50kg,则建材的重力是多少?(3)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300N,求拉力的功率;(4)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是多大?【解答】解:(1)机械中摩擦力及绳重忽略不计,所以滑轮组的机械效率:η=====50%,解得:G轮=400N;(2)建材的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N;(3)由图可知,n=2,则1min绳子自由端移动的距离s=2h=2×12m=24m,拉力做的功:W=Fs=300N×24m=7200J,拉力的功率:P===120W;(4)当η′=60%时,机械中摩擦力及绳重忽略不计,滑轮组的机械效率:η′=,即:60%=,解得G′=600N.答:(1)动滑轮重为400N;(2)建材的重力是500N;(3)拉力的功率为120W;(4)当滑轮组的机械效率为60%时,运送建材的重力是600N.15.如图所示,重350N的物体在100N的拉力作用下10秒钟上升30cm,若不计摩擦和绳子重,求:(1)物体上升速度;(2)拉力的功率;(3)若物体再增加100N,滑轮组的机械效率为多大.【解答】解:(1)物体上升速度:v物===0.03m/s;(2)由图可知,n=4,则绳端移动的速度:v绳=nv物=4×0.03m/s=0.12m/s,拉力的功率:P===Fv绳=100N×0.12m/s=12W;(3)不计摩擦和绳子重,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF﹣G=4×100N﹣350N=50N,物体再增加100N即G′=450N时,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=×100%=90%.答:(1)物体上升速度为0.03m/s;(2)拉力的功率为12W;(3)若物体再增加100N,滑轮组的机械效率为90%.16.某建筑工地的工人师傅用如图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A,当工人师傅对绳子施加300N的拉力时,物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计绳重和摩擦,取g=10N/kg 求:(1)拉力F的功率(2)滑轮组的机械效率.【解答】解:(1)物体重力G=mg=72kg×10N/kg=720N;重物由3段绳子承担,绳子移动速度为:v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;拉力的功率为:P===Fv=300N×0.3m/s=90W;(2)机械效率为:η=====×100%=80%;答:(1)拉力F的功率为90W;(2)滑轮组的机械效率为80%.17.如图所示,重为1140N的物体,工人师傅用600N的力匀速提升物体,物体的速度为0.2m/s,提升到指定的位置需要0.5min.(不计摩擦及绳重)(1)工人师傅拉绳的功率是多大?(2)滑轮组的机械效率是多大?【解答】解:(1)重物由2段绳子承担,故绳子的移动速度为:v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s;工人的功率为:P=Fv=600N×0.4m/s=240W;(2)时间t=0.5min=30s,物体升高的距离为:h=s物=v物t=0.2m/s×30s=6m;绳子移动距离为s=2h=2×6m=12m;有用功:W有=Gh=1140N×6m=6840J;总功:W总=Fs=600N×12m=7200J;滑轮组的机械效率为:η==×100%=95%答:(1)工人师傅拉绳的功率是240W;(2)滑轮组的机械效率是95%.18.底面积100cm2的物体静止在水平地面上,对地面的压强为2×105Pa,用如图所示的滑轮组在5s 内将物体匀速竖直提升3m,已知滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦.(g=10N/kg)求:(1)物体的质量;(2)拉力F的功率;(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物,需要多大的拉力.【解答】解:(1)由p=可知对地面的压力:F压=pS=2×105Pa×100×10﹣4m2=2000N,由于物体静止在水平地面上,则物体重力:G=F压=2000N,所以,质量m===200kg;(2)根据η===可得绳子的拉力:F===1250N;拉力做功W=Fs=Fnh=1250N×2×3m=7500J;功率P===1500W;(3)由F=(G+G动)可知动滑轮的重力为:G动=nF﹣G=2×1250N﹣2000N=500N;竖直提升250N的重物时的拉力F'=(G′+G动)=(250N+500N)=375N;答:(1)物体的质量为200kg;(2)拉力F的功率为1500W;(3)用此滑轮组匀速竖直提升250N的重物,需要375N的拉力.19.一名质量为70kg的工人,用如图所示的装置提升一堆砖,已知托板重200N,每块砖重100N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力.当工人提升10块砖时,此装置的机械效率为80%,(g取10N/kg)求:(1)动滑轮重力;(2)利用此装置提升砖块的最高机械效率.【解答】解:(1)10块砖的总重力:G1=nG0=10×100N=1000N,不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力,则滑轮组的机械效率:。
滑轮斜面机械效率计算题
教育是一项良心工程,它是为了培养下一代的能力和素质而进行的。
在教育中,我们应该注重学生的个性发展和全面发展,而不是单纯地追求分数和升学率。
因此,教育需要教师和家长的共同努力,让每个孩子都能够得到适合自己的教育。
题目4、5、6、7、8都是关于滑轮组的物理问题。
在这些问题中,我们需要计算重物上升的速度、每段绳子承担的力以及滑轮组的机械效率等。
为了解决这些问题,我们需要掌握物理学中的相关知识和计算方法。
题目9是一个关于斜面的物理问题。
在这个问题中,我们需要计算斜面的机械效率和包装箱在斜面上所受的摩擦力。
为了解决这个问题,我们需要掌握斜面的物理原理和计算方法。
总之,物理学是一门非常重要的学科,它不仅可以帮助我们解决实际问题,还可以培养我们的逻辑思维和科学素养。
因此,我们应该认真研究物理学,并将其应用于实际生活中。
一、选择题共18小题1、如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升,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1 2 3A、所做的有用功为1JB、动滑轮自重C、拉力F做功的功率为D、该滑轮组的机械效率为%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840JB、有用功是840J,额外功是400JC、总功是12O0J,机械效率是7O%D、有用功是400J,机械效率是7O%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4 5 7A、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4、建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800N的重物匀速提高5m,拉力所做的功为4800J,则该滑轮组的机械效率是A、67%B、73%C、83%D、100%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的力F1和F2分别把质量相等的重物G1和G2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6、用完全相同的A、B两个滑轮组绳重及摩擦忽略不计,分别提升重为G1和G2的两物体,若G1>G2,它们的机械效率分别为ηA和ηB,则A、ηA>ηBB、ηA<ηBC、ηA=ηBD、无法判断7、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A、6:7B、7:6C、5:6D、5:78、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:1滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;2滑轮组机械效率高低可能与被物重有关;3滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;4滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关.然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组,进行对比实验来验证提出的假设,则该实验验证的假设是A、1B、2C、3D、48 10119、下列关于简单机械的理解,正确的是A、滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关B、吃饭时,筷子是个省力杠杆C、使用杠杆,就是为了省力D、使用定滑轮不省力,但可以省距离10、如图所示,工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度,重物的重力为G物,动滑轮的重力为G动,此装置的机械效率为η,不计绳重和摩擦.则工人所用的拉力为A、G物+G动2B、G物2ηC、G物+ηG动ηD、G动2(1﹣η)11、如图所示,斜面长6m,高3m,用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s 内沿斜面移动了2m,下列说法正确的是A、滑轮组的机械效率是40%B、物体重300NC、拉力F做的功是600JD、拉力F的功率是40W12、有一人用同一滑轮组分别将重1000N和2000N的物体匀速提升5m,动滑轮重200N,不计绳重和摩擦,,则上述两种情况中不正确的是A、滑轮组的机械效率不相等B、人做的额外功相等C、人做的总功相等D、绳子自由端移动的距离相等13、从井中提水时,常常会发生吊水桶落入井里的事情.用物理知识分析下列说法,其中错误的是A、用吊水桶向上提水,人对桶和水做的功都是有用功B、用吊水桶向上提水,人对桶做的功是额外功C、吊水桶掉在井里,打捞水桶时桶里会带些水,这时人对水做的功是额外功D、吊水桶掉在井里,打捞水桶时,人对桶做的功是有用功14、下列关于机械效率的说法中,正确的是A、做功多的机械,机械效率一定高B、越省力的机械,机械效率越高C、使用机械的目的是为了提高机械效率D、使用任何机械,它的机械效率都小于115、如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2.若不计绳重与摩擦,则A、W1=W2,η1=η2B、W1=W2,η1<η2C、W1<W2,η1>η2D、W1>W2,η1<η215 1716、在不计摩擦和绳子质量的情况下,分别使用定滑轮、动滑轮、滑轮组两个定滑轮和两个动滑轮匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组,则下列选项正确的是A、η组<η动<η定B、η定<η动<η组C、η动<η定<η组D、η定<η组<η动17、用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m.关于这个滑轮组工作的下列说法中,正确的是A、总功是800JB、额外功是100JC、有用功是400JD、机械效率18、通过测量滑轮组机械效率的实验,可得出下列各措施中能提高机械效率的是A、增加动滑轮,减小拉力B、改用质量小的动滑轮C、减少提升高度,减少做功D、增加提升重物重力,增大有用功二、填空题共12小题19、一座高达40米的大桥,总长为8350米,其中正桥只有850米,而两侧引桥却长达7500米.一座大桥为什么要有这么长的引桥呢小明很奇怪,请教老师后.他明白了引桥相当于一个斜面.1小明用如图乙所示的斜面进行模拟实脸.在保持斜面高度不变的情况下,改变斜面的长度.发现斜面越长,拉动小车匀速上升的力F越小.由此他明白了很长的引桥在汽车上桥是能起到_________ “省力“或“省功“的作用.2 一辆总质量为2000千克的汽车以10米/秒的速度匀速通过一侧引桥长3750米,需要的时间为_________ 秒,所做的有用功为_________ 焦.20、建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料如图.绕在滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6×103N,不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦,一次最多能起吊_________ N的建筑材料,实际使用该滑轮组最多只能吊起×103N的建筑材料,且将建筑材料1s内匀速吊起了1m,起重机的功率是_________ W,机械效率为_________.若吊起的建筑材料重力减小,机械效率将_________ .“增大”、“减小”或“不变”20 2121、如图所示,斜面长5m,高1m,工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上,推力对木箱做的功是_________J,斜面的机械效率是_________ .22、如图是某商场的自动扶梯.扶梯的部分几何尺寸如图所示,质量为50kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼.已知扶梯以1m/s的速皮匀速上行.则扶梯对他做的功是_________ J,对他做功的功率是_________ W.如果站在扶梯上的人数增多,扶梯的效率将_________ 填“变大”、“变小”或“不变”.若小华为较快上楼,在扶梯以上述速度上行的同时,他又相对扶梯以1m/s的速度在扶梯上向上步行,则他从一楼到达二楼所需的时间为_________ s.23、用如图所示的滑轮组提升重1500N的物体,拉力F的大小为400N,若将物体提升,则拉力做的功为_________ J,该装置的机械效率为_________ .24、如图所示,某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉,所用的拉力为100N,则动滑轮的机械效率为_________ .若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米,当拉绳子的速度为_________ m/s时,拉力的功率为54W.取g=10N/kg,绳重与摩擦不计25、一个质量为70kg的工人,用如图所示的装置包括滑轮组及装砖的托板提升一堆砖.已知装砖的托板重200N,每块砖重100N.滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,当工人匀速提升10块砖时,此装置的机械效率为80%.那么,该人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中,此装置的机械效率最高可达到_________ .取g=10N/kg,结果保留1位小数。
第一部分中招考点研究第17讲简单机械第2节滑轮、滑轮组、斜面的特点及相关计算10年真题、备用卷分点练(2010~2019)命题点1滑轮、滑轮组的特点(10年7考)1. (2015河南4题2分)如图所示是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用方案________(选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案可以________.(不计机械的自重及摩擦)第1题图2. (2018河南4题2分)高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷的直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触.如图所示为输电线的牵引装置.钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为________N.若某段时间内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左移动了________cm.(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)第2题图3. (2014河南13题2分)把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后()第3题图A. A上升B. A下降C. A、B均静止D. 无法判断4. (2017河南9题2分)如图所示,水平桌面上有一铁块,由绕过定滑轮的细绳与重6 N的沙桶相连且保持静止.不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,以下分析正确的是()第4题图A. 使用定滑轮是为了省力B. 铁块受到绳子的拉力为6 NC. 铁块对桌面的压力和重力是一对平衡力D. 若剪断绳子,铁块由于惯性将向左运动命题点2与简单机械有关的功、功率、机械效率的相关判断与计算(10年5考)5. (2010河南14题2分)如图所示,用F=50 N的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为200 N 的物体A水平向右匀速移动了 3 m,在这个过程中()第5题图A. 拉力F做了150 J的功B. 拉力F做了300 J的功C. 重力做了600 J的功D. 重力做了1 200 J的功6.(2013河南13题2分)一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比()A. 有用功减少,总功减少B. 有用功增加,总功增加C. 有用功不变,总功不变D. 有用功不变,总功减少7. (2019河南13题2分)(双选)工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是()第7题图A. 拉力F 的功率为2FhtB. 额外功为(2F -G )hC. 滑轮组的机械效率为G3FD. 滑轮组的机械效率随h 的增大而增大8. (2011河南23题9分)在新农村建设中,为将一批建材运到10 m 高的施工处,工人利用如图所示的滑轮组提升建材.装置中动滑轮重100 N ,工人每次匀速提升一箱重400 N 的建材,不计绳重和摩擦.试问:(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少? (2)该滑轮组的机械效率是多少?(3)为加快施工进度,张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材.为了安全,改装后每次可吊起四箱建材,建材匀速上升时的速度为0.4 m/s.仓库中现有两台电动机,型号分别为“220 V 0.8 kW ”、“220 V 3 kW ”,请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理.第8题图9. (2017河南20题9分)如图所示,工人用沿斜面向上、大小为500 N 的推力,将重800 N 的货物从A 点匀速推至B 点;再用100 N 的水平推力使其沿水平台面匀速运动5 s ,到达C 点.已知AB 长3 m ,BC 长1.2 m ,距地面高1.5 m .试问: (1)利用斜面搬运货物主要是为了________; (2)货物在水平台面上运动的速度为多少? (3)水平推力做功的功率为多少? (4)斜面的机械效率为多少?第9题图全国真题分层练基础训练一、填空题1. (2019德阳)如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20 N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为________N,图乙中人对绳子的拉力为________N.第1题图2. (2018曲靖)如图所示,体重为500 N的小强站在水平地面上,竖直向下拉动绳子,使600 N 的物体匀速上升2 m,绳端向下移动的距离为________m;若不计绳重,滑轮重及摩擦,小强对地面的压力是______N.第2题图3.(2019洛阳一模)如图所示的滑轮组,不计绳重及摩擦.水平拉力F作用下将重为30 N的物体A匀速拉动,已知绳子自由端速度为0.3 m/s,物体A受到的摩擦力f=0.1 G,水平拉力F为________N,在2 s内物体移动的距离为________m.第3题图4. (2019兰州改编)如图所示,斜面长2 m、高1 m,把一个质量为24 kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端,需要克服重力做功________J.若斜面是光滑的,则沿斜面向上的拉力F=________N.第4题图二、选择题5. (2019自贡)如图所示,物体A、B的重分别为20 N、10 N,滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动.若用力F向左拉物体A,使物体A 向左做匀速直线运动,则()第5题图A. F=20 NB. F=10 NC. F=5 ND. F=30 N6. (2019百色)如图所示,用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()第6题图A. F甲=F乙B. 甲、乙绳子自由端移动的速度相同C. 甲、乙两个拉力的功率相同D. 乙滑轮组的额外功多7. (2019陕西)工人用如图所示的装置运送砂石.下列说法正确的是()第7题图A. 滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B. 图中动滑轮相当于一个省力杠杆C. 绳子自由端下拉1 m,桶上升2 mD. 质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石8. (2019常州)如图所示,斜面高2 m、长4 m,小明用平行于斜面的拉力F,将重400 N的物体从斜面底端拉到顶端,已知拉力F=250 N.对此过程,下列结果中正确的是()第8题图A. 有用功为1 000 JB. 总功为1 600 JC. 额外功为200 JD. 机械效率为60%三、作图题9. (2019淮安)在下图中,画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法.第9题图四、实验探究题10.(2019淄博改编)在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义.提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法.第10题图为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据记录在下表中.(1)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码________,机械效率越高.(2)比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与________有关.(3)比较________两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关.(4)第5次实验是利用图________的装置完成的,判断依据是________.(5)利用图甲的装置,把重6 N的物体用2.5 N的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为________.可见如果没有刻度尺,只有测力计,也可以测量出滑轮组的机械效率.五、综合应用题11. (2019兰州)如图所示,动滑轮重4 N,所吊重物B重20 N,物体A重240 N,此时物体B 恰好以0.1 m/s的速度匀速下降.不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦.求:(1)水平面对物体A的摩擦力是多大?(2)要使物体B恰好以0.2 m/s的速度匀速上升,则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大?第11题图12. (2019梧州)如图所示,斜面长s=2 m,高h=0.5 m.建筑工人将质量m=40 kg,长度a =50 cm,宽度b=20 cm,高度c=10 cm的长方体模具,用绳子从斜面底端匀速拉到顶端时,用时15 s,沿斜面向上的拉力F=150 N.(忽略绳子重力,g=10 N/kg).求:(1)长方体模具的密度;(2)匀速拉动物体的过程中,拉力的功率;(3)斜面的机械效率.第12题图能力提升1. (2019南京)建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重4.2×103 N的物体时,物体5 s内上升了6 m,此过程中有用功为________J,钢丝绳移动的速度为________m/s;若滑轮组的机械效率为70%,则额外功为______J,拉力F为________ N,其功率为________W.第1题图2. (2019焦作二模)A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的A、B 物体挂在滑轮组下,若要使它们处于静止状态,则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)()第2题图A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个3. (2019河北)(双选)如图所示,重为G 的物体在拉力F 的作用下,以v 的速度匀速运动了s .已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n 分之一,不计绳重、轮与轴间的摩擦.下列说法正确的是( )第3题图A. 使用该滑轮组一定省力B. 拉力的功率为2F vC. 额外功为1n (2nF -G )sD. 滑轮组的机械效率为FG 2 4. 如图所示是某建筑工地上提升货物的一升降机示意图.升降机由电动机带动,升降机的货厢内所装货物的质量是1 t ,货厢的质量是200 kg ,在10 s 内从楼房的2层上升到5层,如果每层楼高是3 m ,不计钢丝绳和动滑轮的重力,不计摩擦,试求: (1)在匀速提升中,钢丝绳上的拉力是多少? (2)钢丝绳自由端拉力做的功是多少?(3)若电动机的输出功率是22.5 kW ,则升降机的机械效率是多少?第4题图参考答案第17讲 简单机械第2节 滑轮、滑轮组、斜面的特点及相关计算河南10年真题、备用卷分点练1. 甲 省力 【解析】甲、乙两方案都是动滑轮,忽略滑轮自重及摩擦,甲方案拉力作用在绳子自由端,需要的拉力是不用滑轮时拉力的一半,省力费距离;乙方案拉力作用在动滑轮上,需要的拉力是不用滑轮时拉力的2倍,费力省距离,题目表明“拉船的力需要很大”,所以为了省力应该选择方案甲.2. 1×104 15 【解析】由题图可知,滑轮组中绳子的拉力等于坠砣的总重力,即F =G 砣=25 kg ×10 N/kg ×20=5 000 N ,动滑轮上有两段绳子,即n =2,则输电线A 端受到的拉力F A =2F =2×5 000 N =1×104 N ;输电线A 端移动的距离s A =12×30 cm =15 cm.3. B 【解析】由于左端滑轮是定滑轮,使用定滑轮不省力,右端滑轮是动滑轮,使用动滑轮可以省力,通过分析题图后可知,连接动滑轮左边的绳子,即定滑轮右端绳子的拉力F B =12m B g ,连接定滑轮左端绳子的拉力F A =m A g ,因为m A =m B ,由此可知F A >F B ,所以A 下降,B 正确.故选B.4. B 【解析】定滑轮可以改变力的方向但是不能省力,A 错误;沙桶和铁块都处于静止状态,受到平衡力的作用,因此绳子对铁块的拉力大小等于沙桶的重力大小6 N ,B 正确;铁块对桌面的压力和铁块的重力大小相等、方向相同,作用在两个物体上,因此这两个力不是一对平衡力,C 错误;铁块开始是静止的,若剪断绳子,铁块由于惯性,将保持原来的状态不变,仍旧静止,D 错误.故选B.5. B 【解析】有2段绳子承担物体与地面间的摩擦力,拉力作用的距离是物体移动距离的2倍,则拉力做功W =Fs =50 N ×2×3 m =300 J ,A 错误,B 正确;做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在该力的方向上移动的距离.本题中物体并没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,C 、D 错误.故选B.6. D 【解析】由题可知,将同一物体匀速提升了同样的高度,由W =Gh 可知,有用功不变,滑轮组经改进后机械效率提高了,由η=W 有W 总可知总功减少,D 正确.故选D.7. AB 【解析】由图可知,连接动滑轮的绳子股数n =2,绳端移动的距离s =nh =2h ,拉力F 做的功W 总=Fs =2Fh ,则拉力F 的功率P =W 总t =2Fht,A 正确;拉力做的有用功W 有=Gh ,额外功W 额=W 总-W 有=2Fh -Gh =(2F -G )h ,B 正确;滑轮组的机械效率η=W 有W 总×100%=Gh 2Fh =G 2F ,C 错误;根据η=G2F可知,滑轮组的机械效率与提升的高度h 无关,D 错误.故选AB.8. 解:(1)有用功W 有=Gh =400 N ×10 m =4 000 J 额外功W 额=G 动h =100 N ×10 m =1 000 J(2)总功W 总=W 有+W 额=4 000 J +1 000 J =5 000 J 机械效率η=W 有W 总×100%=4 000 J 5 000 J ×100%=80%(3)提升四箱建材时电动机做的总功W 总′=W 有′+W 额=4×4 000 J +1 000 J =17 000 J 将重物匀速提升至10 m 高处所需时间 t =s v =10 m0.4 m/s=25 s则提升四箱建材时电动机的总功率 P =W 总′t =17 000 J 25 s=680 W =0.68 kW故应选择型号为“220 V 0.8 kW ”的电动机使配置更合理 9. (1)省力解:(2)货物在水平台面上运动的速度 v =s 1t =1.2 m 5 s=0.24 m/s(3)水平推力做的功W =F 1s 1=100 N ×1.2 m =120 J 则水平推力做功的功率P =W t =120 J 5 s =24 W(4)有用功W 有=Gh =800 N ×1.5 m =1 200 J 总功W 总=Fs =500 N ×3 m =1 500 J 则斜面的机械效率η=W 有W 总×100%=1 200 J1 500 J ×100%=80%全国真题分层练基础训练1. 400 210 【解析】由图可知,图甲中的两个滑轮均为定滑轮,则拉力F 甲=G =400 N ;图乙中的滑轮组分担物重的绳子段数n =2,则拉力F 乙=G +G 滑轮n =400 N +20 N2=210 N.2. 4 200 【解析】由题图可知,承担动滑轮绳子的段数为n =2,绳子自由端移动的距离为s =nh = 2×2 m =4 m ,不计绳重、滑轮重及摩擦,绳子的拉力F =1n G =12×600 N =300 N ,人拉绳的力和绳子拉人的力是一对相互作用力,大小相等,由题知人受到绳子竖直向上的拉力、地面的支持力和人的重力而平衡,所以F 支+F =G 人,F 支=G 人-F =500 N -300 N =200 N ,因为地面对人的支持力与人对地面的压力是一对相互作用的力,大小相等,所以小强对地面的压力为F 压=F 支=200 N.3. 1 0.2 【解析】由图可知,连接动滑轮绳子的股数n =3,由题意知,物体A 所受的摩擦力f =0.1G =0.1×30 N =3 N ,所以,水平拉力F =1n f =13×3 N =1 N ;物体的速度v 物=1n v 绳=13×0.3 m/s =0.1 m/s ,由v =st 得,在2 s 内物体移动的距离s 物=v 物t =0.1 m/s ×2 s =0.2 m. 4. 240 120 【解析】由题意可得,物体克服重力做的功为W =Gh =mgh =24 kg ×10 N/kg ×1 m =240 J ,斜面光滑,拉力做的功等于物体克服重力做的功,即Fs =Gh =W ,所以拉力F =W s =240 J 2 m=120 N.5. B 【解析】无外力时,如解图甲,A 匀速向右运动,受力平衡,拉力等于摩擦力, f 1=F 1=12G B =5 N ;当有外力时,如解图乙,A 匀速向左运动同样受力平衡,拉力F 2=F 1′+f 1′=10 N. 故选B.甲乙 第5题解图6. C 【解析】不计绳重及摩擦,拉力F =1n (G 物+G 轮),由图知,n 甲=2,n 乙=3,所以绳端的拉力分别为F 甲=12(G 物+G 轮),F 乙=13(G 物+G 轮),所以F 甲>F 乙,A 错误;因为甲绳子自由端移动的速度为v 甲绳=2v 物,乙绳子自由端移动的速度为v 乙绳=3v 物,所以v 甲绳<v 乙绳,B 错误;因为不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W 额=G 轮h 、W有用=G 物h 可知,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,拉力做的总功相同,所用的时间相同,由P =Wt 可知,拉力F 甲做功的功率等于拉力F 乙做功的功率,C 正确,D 错误.故选C. 7. B8. C 【解析】小明对物体做的有用功W 有=Gh =400 N ×2 m =800 J ,A 错误;对物体做的总功W 总=Fs =250 N ×4 m =1 000 J ,B 错误;此过程中做的额外功W 额=W 总-W 有=1 000 J -800 J =200 J ,C 正确;此斜面的机械效率η=W 有W 总×100%=800 J 1 000 J ×100%=80%,D 错误.故选C. 9. 如答图所示第9题答图【解析】最省力的绳子绕法是绳子起点在动滑轮上,承担动滑轮重力的绳子为3段,拉力方向竖直向上.10. (1)越重 (2)动滑轮的重量 (3)2、3 (4)乙 s =h (5)80%【解析】(1)由表格数据可知,与第1次实验相比,在第2次实验时,所挂钩码由1 N 增至2 N ,机械效率由56%增至67%,由此可以归纳出:在所使用的滑轮组一定时,提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高;(2)通过比较第3、4次实验可知,在其他条件不变时,只改变动滑轮的材质(即动滑轮的重量),相同体积的塑料动滑轮比铝动滑轮轻,使用塑料动滑轮时,机械效率高,由此可总结出:滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关;(3)通过比较实验2和3可知,其他条件不变,第3次提升钩码的高度由第2次实验的0.1 m 变为0.2 m ,但机械效率仍为67%,因此可以得出结论:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升的高度无关;(4)由第5次实验中的数据可知,提升的高度为0.2 m ,绳端移动的距离也为0.2 m ,s =h ,由此判断此次实验使用的是图乙定滑轮装置;(5)滑轮组的机械效率为η=W 有用W 总×100%=Gh Fs ×100%=Gh F ×nh ×100%=G F ×n ×100%= 6 N2.5 N ×3×100%=80%. 11. 解:(1)由题意可知G B =20 N ,G 动=4 N ,对于滑轮组,不计绳重及摩擦时,对A 的拉力F A =12(G B +G 动)=12×(20 N +4 N)=12 N当物体B 以0.1 m/s 的速度匀速下降时,物体A 也匀速向左运动,则物体A 受到向左的拉力F A 和向右的摩擦力f 是一对平衡力,则f =F A =12 N(2)当物体B 以0.2 m/s 的速度匀速上升时,物体A 匀速向右运动,此时物体A 受到向左的拉力F A 、摩擦力和向右的拉力F 作用,由于物体A 对水平面的压力和接触面的粗糙程度没有改变,则摩擦力大小不变,所以有F =F A +f =12 N +12 N =24 N 由F n =2,绳子末端移动的速度为v A =2v B =2×0.2 m/s =0.4 m/s 物体A 受到水平向右的拉力F 的功率为P A =F v A =24 N ×0.4 m/s =9.6 W 12. 解:(1)长方体模具的体积:V =abc =0.5 m ×0.2 m ×0.1 m =0.01 m 3长方体模具的密度:ρ=m V =40 kg0.01 m 3=4×103 kg/m 3(2)匀速拉动物体的过程中,拉力所做的功: W 总=Fs =150 N ×2 m =300 J拉力所做功的功率:P =W 总t =300 J15 s =20 W(3)拉力所做功的有用功:W 有=Gh =mgh =40 kg ×10 N/kg ×0.5 m =200 J 斜面的机械效率:η=W 有W 总×100%=200 J300 J ×100%≈66.7%能力提升1. 2.52×104 3.6 1.08×104 2×103 7.2×103【解析】由图可知,n =3,有用功W 有=Gh =4.2×103 N ×6 m =2.52×104 J ;钢丝绳移动的速度v =s t =6 m ×35 s =3.6 m/s ;η=W 有W 总=Gh Fs =G 3F ,所以拉力为F =G 3η=4.2×103 N3×70%=2×103 N ;拉力的功率为P =F v =2×103 N ×3.6 m/s =7.2×103 W ;总功为W 总=Fs =2 000 N ×6 m ×3=3.6×104 J ;额外功为W 额=W 总-W 有=3.6×104 J -2.52×104 J =1.08×104 J.2. B 【解析】由图甲可知,当m =20 g 时,V A =10 cm 3,V B =40 cm 3,则ρA =m V A =20 g10 cm 3=2 g/cm 3,ρB =m V B =20 g 40 cm3=0.5 g/cm 3,所以ρA ∶ρB =2 g/cm 3∶0.5 g/cm 3=4∶1;因为A 、B 的体积相同,由G =mg =ρVg 可得,A 、B 的重力之比G A ∶G B =ρA Vg ∶ρB Vg =ρA ∶ρB =4∶1;由图乙可知,使用的滑轮组中n =2,不计摩擦和滑轮的自重,要使它们处于静止状态,设方框中挂N 个B 物体,则有N ·G B =12G A ,则N =12×G A G B =12×41=2.故选B.3. BC 【解析】由图可知,中间的滑轮为动滑轮,物体受到的摩擦力f =1n G ,绳端的拉力F=12(1n G +G 动),当G 动>1n G 时,使用该滑轮组不省力,A 错误;物体移动的速度是v ,绳端移动的速度是2v ,所以拉力的功率为2F v ,B 正确;有用功W 有用=fs =1nGs ,拉力的总功W总=2Fs ,额外功W 额外=W 总-W 有用=2Fs -1n Gs = 1n(2nF -G )s ,C 正确;滑轮组的机械效率η=W 有用W 总=1n Gs2Fs =G 2nF,D 错误.故选BC.4. 解:(1)由图知,n =4,不计钢丝绳和动滑轮的重力以及摩擦时,钢丝绳自由端的拉力 F =14G 总=14m 总g =14×(1 000 kg +200 kg)×10 N/kg =3 000 N (2)货箱上升高度h =(5-2)×3 m =9 m钢丝绳自由端移动的距离s =nh =4×9 m =36 m钢丝绳自由端拉力做的功W =Fs =3 000 N ×36 m =1.08×105 J (3)有用功W 有=G 货h =m 货gh =1 000 kg ×10 N/kg ×9 m =9×104 J 总功 W 总=P 输出t =22.5×103 W ×10 s =2.25×105 J升降机的机械效率η=W 有W 总×100%=9×104 J2.25×105 J×100%=40%。
专题20 滑轮【考点预览】考点1 定滑轮考点2 动滑轮考点3 滑轮组考点4 斜面考点1 定滑轮【经典真题】如图所示,这是起重机吊臂上的滑轮组。
闭合开关,通过电动机拉动顶端钢绳向左移动从而吊起重物,电动机工作时将电能转化为 _____能;上端两个滑轮的作用是 _____;使用起重机吊起重物 _____(选填“能”或“不能”)省功。
【答案】机械改变力的方向不能【详解】[1]电动类用电器主要将电能转化为机械能。
电动机属于电动类,电动机工作时,将电能主要转化为机械能;[2]工作时位置不随重物移动的滑轮叫定滑轮,定滑轮不能省力但可以改变拉力的方向。
起重机吊臂上端两个滑轮是定滑轮,它们的作用是改变力的方向;[3]省力的机械费距离,费力的机械省距离,使用任何机械都不省功,所以使用起重机吊起重物也不能省功。
【常用结论】(1)使用时,物动轮不动;(2)改变力的方向,不能省力,也不省距离【易错点】实质:等臂杠杆【经典变式练】1.下图所示的机械中,本质上属于等臂杠杆的是()A.钢丝钳 B.动滑轮 C.旗杆顶的定滑轮 D.斜面【答案】C【详解】A.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;B.动滑轮实质上是动力臂等于阻力臂2倍的杠杆,是省力杠杆,故B不符合题意;C.旗杆顶的定滑轮实质上是动力臂等于阻力臂的等臂杠杆,故C符合题意;D.斜面是省力机械,但不是杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2.图甲中旗杆顶端的滑轮是一种简单机械,升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的 _______。
图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,使用这种剪刀的好处是可以省 _______(选填“力”或“距离”),如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝到支点O的距离变 _______一些。
【答案】方向力近【详解】[1]旗杆顶端的滑轮是一种简单机械,升旗时不随红旗一起升降为定滑轮,使用这种滑轮的目的是改变力的方向。
[2][3]园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,由图可知使用这种剪刀时,动力臂长,阻力臂短,可以省力,如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝到支点O的距离变近一些,减小阻力臂。
2023年中考物理重难点复习:滑轮组、斜面机械效率的计算(精练)
一、选择题
1.用如图所示滑轮组将重为900N的物体匀速提升了5m,用时20s,绳端的拉力F为
)
400N。
下列计算结果正确的是(
A.绳端拉力F所做的功为9000J
B.绳子自由端移动的速度为0.5m/s
C.该装置的机械效率约为75%
D.绳端拉力的功率为200W
2.如图所示,小明用两个不同的滑轮组,在相同时间内分别用大小相等的拉力F将同一物体匀
和G动2,机械效率分别为η1、η2,速提高了相同的高度,若两个滑轮组的动滑轮重分别为G
动1
)
不计绳重和摩擦。
则(
A.G动1<G动2,η1<η2B.G动1<G动2,η1>η2
C.G动1>G动2,η1<η2D.G动1=G动2,η1=η2
3.渔民利用如图所示的滑轮组把水中的小渔船拖上岸进行维护,当渔民作用在绳子自由端的拉力为150N时,小渔船在河水中以0.2m/s的速度匀速向右运动,每个滑轮重为60N,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,下列说法正确的是()
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动力学实验滑轮组与斜面问题滑轮组与斜面是力学中经常研究的问题之一。
通过研究滑轮组与斜面相互作用的力和加速度,我们可以深入了解物体在倾斜面上的运动规律和动能转换。
1. 实验目的本实验旨在通过研究滑轮组与斜面相互作用的力和加速度,了解物体在倾斜面上的运动规律和动能转换。
2. 实验器材本实验所需器材包括:- 滑轮组- 倾斜度可调的斜面- 高度可调的滑轮支架- 弹簧测力计- 测量长度的尺子- 质量不同的物体3. 实验原理滑轮组与斜面相互作用的力和加速度可以通过以下原理来解释:- 滑轮组:滑轮组由数个滑轮组成,可以通过悬挂物体的重力或施加外力来产生张力。
在滑轮组中,张力的大小决定于所悬挂物体的重力和滑轮组数目,而方向则与斜面的倾斜方向有关。
- 斜面:当物体放置在斜面上时,重力沿斜面方向产生分解,其中一部分分力沿斜面方向滑动,另一部分垂直于斜面方向。
4. 实验步骤(1) 将滑轮组悬挂在滑轮支架上,确保滑动顺畅。
(2) 调整斜面的倾斜角度,使其适合进行实验。
(3) 将弹簧测力计固定在滑轮组悬挂点,调整其位置使测力计与斜面保持垂直。
(4) 安装要研究的物体,如质量不同的物体。
(5) 测量物体从斜面上滑下的加速度,可以通过记录滑轮组侧向悬挂点的张力以及使用弹簧测力计来测量滑轮组所受的力。
(6) 重复实验多次,确保数据的准确性。
5. 实验结果与讨论根据实验数据的多次测量,可以获得滑轮组与斜面相互作用的力和加速度。
通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:(1) 张力与物体的重力成正比,滑轮组的数目也会对张力产生影响。
(2) 物体在斜面上滑动时,其滑动加速度与斜面倾斜角度和物体质量有关。
这些实验结果有助于我们理解滑轮组与斜面问题的动力学特性。
在实际应用中,这些原理和结论可以应用于各种机械设备的设计和优化,提高其效率和稳定性。
6. 实验总结通过本次实验,我们深入了解了滑轮组与斜面问题的动力学特性。
实验结果表明,滑轮组与斜面的相互作用力和加速度与物体的重力、滑轮组数目和斜面倾斜角度有关。
2021年中考物理微专题练习——滑轮、滑轮组及斜面一、选择题1.如图所示,不计绳重和摩擦,沿三种不同的方向拉绳使物体匀速上升,所用的力分别是F1、F2、F3,则A. F1较大B. F3较大C. F1、F2、F3的大小不能确定D. 将钩码提升相同的高度,力F1、F2、F3所做的功相等2.使用以下简单机械时,用20N的拉力不能..提起重30N物体的是A. 一个动滑轮B. 一个定滑轮C. 杠杆D. 斜面3.某人用100N的力提起了350N的重物,那么他可能使用了A. 一个定滑轮B. 一个动滑轮C. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组D. 一个杠杆4.如下图所示的四种机械装置中,不能省力的装置是()A. 水管上的水龙头B. 大门上的门把手C. 自行车的脚踏板D. 旗杆顶的定滑轮5.利用如图机械,提升同一重物G ,(不计机械本身的重力和摩擦),所需拉力F 最大的是( )A. B. C.D.6.如图所示的各种情况中,用同样大小的力F 将重物匀速提升,若不计摩擦和滑轮重,物重最大的是( )A. B. C.D.7.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是A. B. C.D.8.某人到健身房进行健身活动,用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉功能.使用时,若绳A处固定不动,手在B处用力F B拉绳,使重物G匀速上升;若绳B处固定不动,腿在A处用力F A拉绳,使重物G匀速上升.(不考虑绳重和摩擦)下列说法正确的是A. F A=F BB. F A>F BC. F A<F BD. 条件不足,无法确定9.如图所示,用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动,使物体以相等速度移动相同的距离.所用拉力分别是F1、F2、F3,这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3,移动速度分别为v1、v2、v3,不计滑轮摩擦,则下列说法不正确的是()A. F1:F2:F3=2:4:1B. F1:F2:F3=2:1:4C. s1:s2:s3=2:4:1D. v1:v2:v3=2:4:110.如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮和绳子的重忽略不计,此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左作匀速直线运动,则()A.F=30N B.F=20N C.F=10N D.F=5N11.利用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物,动滑轮重为10N(不计绳重与摩擦),则拉力F的大小为()A.70N B.100N C.105N D.110N二、填空题1.指出图中所列工具分别属于那种简单机械,剪刀________;扳手______;钻头________.2. 一个箱子需要从地面搬到汽车上.小冰想用如图甲所示的方法搬运,小雪想用如图乙所示的方法搬运.两种方法克服箱子的重力做的功是________,但小雪的方法会________.3.如图所示,斜面长2m、高1m,把一个质量为24kg的物体沿斜面从斜面底端匀速拉到顶端,需要克服重力做功J。
机械效率练习题滑轮组与斜面的应用机械效率练习题——滑轮组与斜面的应用机械效率是指机械设备或系统输入与输出之间的能量转换效率。
在物理学中,滑轮组与斜面是常见的机械效率应用实例。
本文将通过解答一系列练习题来深入探讨滑轮组与斜面的应用,并理解机械效率的原理。
问题一:滑轮组的机械效率计算已知一个由四个同样大小的滑轮组成的系统,输入力为100N,输出力为80N,求这个滑轮组的机械效率。
解答:机械效率可以用输出功÷输入功的比值来计算。
即:机械效率 = 输出力 ×输出距离 ÷ (输入力 ×输入距离) × 100%假设输入距离为D,输出距离为d,将已知数据代入公式,得到:机械效率 = 80N × d ÷ (100N × D) × 100%= (4/5) × d ÷ D × 100%= (4/5) × (1/4) × 100%= 80%所以这个滑轮组的机械效率为80%。
问题二:斜面的机械效率计算有一个物体沿着20°倾斜角的斜面上滑动,重力为100N,斜面上的摩擦力为20N,求这个斜面的机械效率。
解答:斜面的机械效率可以通过斜面上的摩擦功÷物体滑动的重力势能的比值来计算。
即:机械效率 = 斜面上的摩擦力 ×斜面上的滑动距离 ÷ (物体的重力 ×物体的滑动距离) × 100%假设滑动距离为L,将已知数据代入公式,得到:机械效率 = 20N × L ÷ (100N × L) × 100%= 20%所以这个斜面的机械效率为20%。
问题三:滑轮组与斜面的联合应用一物体质量为5kg,通过一个由六个同样大小的滑轮组成的系统抬升,滑轮组的机械效率为75%。
求物体抬升的高度。
解答:物体的抬升高度可以通过物体的重力势能÷输入功的比值来计算。
简单机械计算(滑轮组)一、计算题1.一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5.0×103kg,在平直的公路上匀速行驶100km,耗油10kg,货车受到的阻力是总重力的0.05 倍,发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0×107J/kg,g=10N/kg),求:(1)货年受到的牵引力;(2)货车匀速行驶的速度;(3)货车发动机的效率。
2.考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积约为2m3。
如图所示,在打捞石像的过程中,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升,需要竖直向上的拉力F=1.6×104N。
若不计摩擦和滑轮重力,(ρ水=1.0×103kg/m3,g 取10N/kg)求:(1)在没有将石像提出水面前,石像受到的浮力;(2)石像的重力;(3)石像的密度。
3.用图所示的装置提升重为800N 的物体A,动滑轮受到的重力为200N。
在卷扬机对绳子的拉力F 作用下,物体A 在10s 内竖直匀速上升了2m。
在此过程中,不计绳重和轮与轴间的摩擦。
求:(1)物体A 上升的速度v;(2)拉力F;(3)拉力F 做功的功率P;(4)动滑轮提升物体A 的机械效率η。
4.如图所示,搬运工人用滑轮组将重为600N 的物体匀速提升2m,在此过程中滑轮组的机械效率为80%。
求:(1)滑轮组做的有用功;(2)作用在绳子自由端的拉力。
5.如图所示,在水平面上的物体A 重为100 牛,当人用40 牛的拉力拉滑轮时,物体在水平面上以0.5 米/秒的速度匀速直线运动4 秒。
(不计滑轮重和滑轮间的摩擦),则(1)物体A 与地面间的摩擦力多大?(2)人的力F 做功多少焦?(3)拉力F 的功率是多少?(4)物体重力做功多少焦?6.工人用如图所示的滑轮装置,把重为200N 的物体匀速向上提起,在10s 内绳子自由端上升了6m。
不计绳子和滑轮之间的摩擦及滑轮重,求:(1)绳子自由端的拉力F 所做的功W 。
第十三课简单机械第2节滑轮斜面机械效率基础知识过关一、滑轮二、斜面和轮轴名称斜面轮轴示意图定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由轮和轴组成,能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴;半径较大的是轮,半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的杠杆三、功的分类1.有用功:无论是否使用机械,必须要做的功,用W 有表示。
2.额外功:使用机械时,克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的一些功,用W 额表示。
3.总功:有用功与额外功之和,用W 总表示。
四、机械效率1.定义:物理学中,将有用功和总功的比值叫做机械效率,用符号η表示。
2.计算公式:η=有总。
注意:机械效率通常用百分数表示。
3.滑轮组和斜面的机械效率机械图示有用功总功机械效率W 有=Gh,G为物重,h 是物体上升的高度W 总=Fs,F 是拉力,s 为绳子移动的距离,s=nh,n 为承担物重的绳子段数η=有总=K F=BW总=FL,F是拉力,Lη=有总=K F为拉力移动的距离高频考点过关考点一:滑轮、滑轮组的相关计算1.(2022•菏泽)如图所示,在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升,忽略摩擦及绳重,该过程中滑轮组的机械效率为80%,则()A.工人所用的拉力为200NB.动滑轮的重力为100NC.拉力的功率为150WD.提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率不变【答案】C【解答】解:A、由图知有3段绳子提升重物,所以s=3h,根据η=====80%,解得工人所用的拉力为:F=250N,故A错误;B、忽略摩擦及绳重,根据F=(G+G动)知动滑轮的重力为:G动=3F﹣G=3×250N﹣600N=150N,故B错误;C、由图知有3段绳子提升重物,则绳子移动的速度为:v绳=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s,拉力的功率为:P===Fv=250N×0.6m/s=150W,故C正确;D、忽略摩擦及绳重,根据η=====知提升重力不同的货物时,此滑轮组机械效率不同,故D错误。
专题12滑轮及斜面1.(2005天津,22,填空)如图所示,物体A重20N,滑轮重1N,绳重不计,弹簧秤示数为25N,则物体B的重为_______N。
【答案】12【解析】B物体在重力和拉力的作用下处于静止状态,故F=G B,对滑轮进行受力分析,滑轮受到了弹簧向上的拉力、本身的重力、两端绳子的拉力,根据力的平衡,可知弹簧秤示数=G滑轮+2F,故物体B 的重力G B=12N。
2.(2007天津,13,多选)关于机械效率,下面说法正确的是()A. 功率越大的机械,机械效率越高B. 机械效率大小与功率大小无关C. 机械效率越低的机械,做的功就越少D. 由于有用功总小于总功,机械效率总小于1【答案】BD【解析】A、功率表示做功快慢的物理量,机械效率是指有用功与总功的比值,二者没有必然联系,故A错误;B、机械效率是指有用功与总功的比值,功率是表示做功快慢的物理量,机械效率大小与功率大小无关,故B正确;C、机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率低不一定做的功就少,故C错误;D、因为机械效率是指有用功与总功的比值,而有用功总小于总功,故机械效率总小于1,故D正确.故选BD3.(2009天津,17,填空)物体重1000 N,如果用一个定滑轮匀速提起它,需要用N的力;如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它,需要用N的力(不计摩擦滑轮自重).【答案】1000N;500N【解析】定滑轮的实质是一个等臂杠杆,不省力,所以需要1000N的力;动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆,能省一半力,所以需要500N的力。
4.(2011天津,13,多选)粗糙斜面高度为h,长为l,用沿斜面向上的力把重为G的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端的过程中,拉力做的功为W,则()A.拉力大小为hG/l B.拉力大小为W/lC.物体所受摩擦力大小为(W-hG)/l D.物体所受摩擦力大小为(W-lG)/h【答案】BC【解析】A、斜面长l,拉力做的功为W,因为W=Fl,所以拉力F=W/l,A错误,B正确。
机械效率功的原理1.内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
2.说明:①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)=直接用手对重物所做的功(Gh)。
如:滑轮①理想滑轮:不计滑轮重和摩擦;②理想滑轮遵从功的原理;③理想滑轮公式:FS=Gh其中:F=G/2 S=2h F:拉力;S:绳端移动的距离;G:物重;h:物体上升高度。
如果滑轮重G轮与物体间的摩擦为f,则:FS=fS+(G物+G轮)h;这样F做功就大于直接对物体做功Gh。
机械效率1.机械效率:定义:机械产生的总功的利用率,即有用功跟总功的比值公式:2.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:滑轮:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总斜面:W有用=Gh3.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功公式:W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)斜面:W额=fL4.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功公式:W总=W有用+W额=FS= W有用/η斜面:W总= fL+Gh=FL斜面:定滑轮:动滑轮:滑轮组:有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦机械效率与机械省力与否、做功的多少无关与功率的区别:功率和机械效率是两个不同的概念。
功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功1、一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比()A. 有用功减少,总功减少B. 有用功增加,总功增加C. 有用功不变,总功不变D. 有用功不变,总功减少2、甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则()A.甲吊车的电动机做的有用功较多B.乙吊车的电动机做的额外功较多C.甲吊车的电动机做的总功较多 D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同3、如图所示,在拉力F作用下,物体A在水平桌面上以速度υ向右匀速运动了距离S,已知A 的重力为G,桌面对A的摩擦力为f(滑轮及绳重不计).则下列说法不正确的是()A.有用功为GS B.拉力做功为3FSC.拉力做功的功率为3Fv D.装置的机械效率为4、如图所示,在10秒内用一动滑轮把重350牛的物体匀速提升1米。
专题10 斜面、杠杆、滑轮组的机械效率【知识储备】测量滑轮组的机械效率:1.在实验中,弹簧测力计拉力的测量应该在工作过程中进行。
在测量中,弹簧测力计应竖直向上匀速拉动。
必须在拉动中读数。
为顺利完成实验,同一实验组的同学要分工合作。
2.钩码上升高度的测量,可先量出钩码到桌面(或铁架座面)的距离h1,向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高后,再量出钩码到桌面(或铁架面)的距离h2那么h2-h1就是钩码升高的高度h 。
为了测量和计算方便,钩码前后的高度h1、h2最好是整数。
3.弹簧测力计通过距离的测量,可以仿照测量钩码提升高度h的方法进行,或者事先在细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处做个带色的记号,再拉弹簧测力计,量出记号到细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处的距离,这就是弹簧测力计通过的距离s。
4.在实验中要求严肃认真,实事求是地记录测得的数据,不能凑数。
实验结束,要整理仪器,并放回原处。
学生分组实验,完成实验记录并分析数据。
【专题突破】1.如图,小明在做探究影响杠杆机械效率因素实验时,发现把同一钩码放在A点,弹簧测力计示数小;放在B点,弹簧测力计示数大。
对此,小明猜想:“同一杠杆,同一物体在杠杆上的悬挂点离支点越近,机械效率越高。
”请设计实验验证其猜想。
(1)除图中所示的器材以外,还需要的实验器材有刻度尺。
(2)画出记录实验数据的表格。
(3)写出实验步骤(可用画图或文字表述)和判断小明猜想是否正确的依据。
【解答】解:(1)实验时需要测量钩码和测力计上升的高度,故需要刻度尺;(2)使用杠杆克服重力做功,有用功等于克服重力做的功,总功等于弹簧测力计的拉力做的功,机械效率等于有用功与总功的比值,故实验时需要记录的数据有钩码的悬挂点、钩码的重力、钩码上升高度、拉力、测力计上升的高度、机械效率,据此画出实验数据表格;记录表格如下图所示:。
(3)要验证猜想:同一杠杆,同一物体在杠杆上的悬挂点离支点越近,机械效率越高,需要控制物重、物体上升高度不变,只改变悬挂点离支点的距离,除图中所示的器材以外,还需要的实验器材有刻度尺;则实验步骤如下:①按图组装好实验装置。
滑轮组专题吴风浪)1、 一人用如图18所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120牛,不计绳重和摩擦.求:(1)滑轮组的机械效率. (2)如果人的体重为600牛,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛?2.用如图所示的滑轮组提升G 1=600N 的重物,在重物匀速上升2m 的过程中,拉力F 1所做的功是1500J 。
忽略摩擦和绳重。
求:⑴ 轮组做的有用功W 有用;⑵ 轮组的机械效率h ;⑶ 若用此滑轮组提升G 2=1200N 的重物,使G 2以0.5m/s 的速度匀速升高时,所用拉力F 2的功率。
3. 用如图所示的滑轮提升重4.5×103N 的货物A ,使A 在2s 内匀速升高2m 。
如果拉力F 的功率P =5kW ,忽略绳重和轴摩擦。
(1)求:拉力F 在2s 内做的功和滑轮的机械效率h 。
(2)若用此滑轮匀速提升物体B 时的机械效率h '=80%,求物体B 受到的重力G B 。
4.工人利用滑轮组按照如图所示的方式提升货箱。
工人的体重为G 人=800N 。
提升第一个货箱时,工人用F 0=500N 的竖直向下的力拉绳时,没有提起货箱。
工人用F 1=600N 的竖直向下的力拉绳时,货箱恰能以0.2m/s 的速度匀速上升。
此时工人提升货箱的效率为62.5%。
第二个货箱比第一个货箱重500N ,工人仍能提起第二个货箱以0.1m/s 的速度匀速上升。
求:⑴第一个货箱未被拉动时,水平地面对货箱的支持力;⑵工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小。
5.如图所示,一个工人用滑轮组提起1200 N 的货物,所用的拉力是500N ,绳的自由端在5 s 内被拉 下3m 。
求拉力的功率和机械效率.6.如图所示的滑轮组匀速提起重1000N 的物体,10S 内绳子的自由端拉下16m ,已知做的额外功是800J ,若绳重和摩擦不计,试求:(1)绳自由端拉力的功率;(2)滑轮组的机械效率;(3)动滑轮的总重;(4)若用此装置匀速提起1200N 的重物,则拉力为多少N?斜面专题1.如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端.斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%.则拉力做的功为多少?拉力所做的额外功为多少?.摩擦力是多少? f=F吗?(g=10N/kg)2.如图所示,用平行于斜面、大小为1.25N的拉力将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是多少?机械效率是多少?摩擦力是多少?3.小华用20N的力把重为25N的物体沿着长为20cm、高为10cm的斜面,从斜面底端拉到顶端.则斜面的机械效率为多少?4.(2010•南充)把小车从高0.2m、长2m的斜面顶端滑至斜面底端,重力做的功为100J,若在5s内用平行于斜面的拉力把小车沿此斜面从底端匀速拉上顶端,车与斜面的摩擦力为车重的0.15倍,则斜面的机械效率为,拉力做功的功率为 W.拉力F= N5.(2009•西藏)如图所示,同一个小球在拉力作用下,分别沿光滑斜面OA、OB向上做匀速直线运动,拉力分别为F1、F2,斜面的机械效率分别为η1、η2,则拉力F1 F2;机械效率η1η2.(均选填“大于”、“等于”或“小于”)6.(2008•河南)为了省力,工人师傅常用图3所示的斜面把物体搬运到汽车上.设斜面长为s,高为h,把重为G 的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F,则搬运物体所做的有用功为,该斜面的机械效率为。
学科:物理学段:学生姓名教师联系电话:教学内容滑轮和斜面的机械效率实验探究专题1、探究“滑轮、斜面的机械效率”实验教学目标2、机械效率的分析3、额外功的来源及重点分析1、实验过程中的细节步骤关注教学重、难点2、实验数据的处理3、有用功、额外功、总功之间的关联复习导入:观察下图的图片,体会利用机械做功时额外功的来源.想一想减少额外的方法.【探究影响滑轮组机械效率的因素】〖原理〗〖方案〗需要测量的物理量有:、、、。
〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、〖注意〗实验时应、、拉动弹簧测力计。
〖讨论〗测量时,若突然用力拉动,则测得的机械效率将;若在弹簧测力计静止时读数,则测得的机械效率将;若弹簧测力计没有竖直向上拉,则测得的机械效率将。
〖分析〗( 1)同一动滑轮,提升重物至同样高度,物重增加,做的有用功,额外功,总功,机械效率;( 2)提升同一重物至同样高度,动滑轮越重,或使用的动滑轮越多,做的有用功,额外功,总功,机械效率。
〖总结〗1.提高滑轮组机械效率的方法:( 1)提升物体的重力;( 2)动滑轮自身的重力;( 3)绳重及绳与滑轮之间的摩擦。
2.滑轮组的机械效率与提升的速度,与提升的高度,与滑轮组绕绳方式。
〖质疑〗如果没有刻度尺,如何测出滑轮组的机械效率?拓展:滑轮组的机械效率(不计摩擦)W有用W有用G物h G物1W 总W 有用W额外G 物 h G轮hG物G轮1G轮G物因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关:(1)滑轮越重,滑轮组的机械效率越低,可以理解为滑轮越重,做的额外功越多;(2)物体越重,滑轮组的机械效率越高,可以理解为做的有用功多,机械效率越高例 1:小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N ,测得的数据如下表:a b c物理量h/m 测力计示数 F/N 测力计移动距离 s/m 实验次数钩码总重 G/N 钩码上升的高度机械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.3 83%3 4 0.1 1.4 0.5 57%4 4 0.2 1.4 1.0 57%(1)在实验中,测绳端拉力 F 时,应尽量竖直向上____拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
专题中考机械效率问题处理方法及其解析(总12页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除专题中考机械效率问题处理方法及其解析简单机械的机械效率问题是中考必考点。
题型涉及选择题、填空题、探究题、综合计算题。
所以学会解答简单机械的机械效率问题,对提高物理成绩至关重要。
中考在考查机械效率方面,以考查滑轮组的机械效率为主。
但杠杆、斜面的机械效率问题的解答也是命题重点,同样要重视。
下面给出与杠杆、滑轮组、斜面三种简单机械的机械效率有关问题的剖析,供大家学习时斟酌。
一、用简单机械提升物体,有用功、额外功、总功及其机械效率的求法(1)用简单机械提升物体做的有用功W有用=Gh;(2)用简单机械提升物体做的总功W总=Fs;(3)用简单机械提升物体做的额外功W额外=W总-W有用。
(4)简单机械机械效率公式:η=W有/ W总×100%=Gh/Fs×100%。
其中h是重物G被提升的高度,s是动力F移动的距离。
h与s的关系可以根据具体情况而定。
二、与杠杆机械效率有关的计算题解题套路1.用杠杆提升物体的模型图2. 用杠杆提升物体有用功、额外功和总功求法(1)用杠杆提升物体做的有用功W有用=Gh(2)用杠杆提升物体做的总功W总= Fs(3)用杠杆提升物体做的额外功W额外=W总—W有用其中h是重物G被提升的高度,s是动力F 移动的距离。
h与s的关系可以根据相似三角形建立。
3. 杠杆机械效率的求解(1)用杠杆提升物体时,有用功和总功的比值.称为杠杆机械效率。
(2)杠杆机械效率公式:η=(W有用/W总)×100%4.典型例题解析【例题1】如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。
下表是提升物体时采集到的信息:物重G(N)OA(m)OB(m)A端上升的髙度h/mB端下降的竖直距离s/m 40(1)若不计杠杆自重和摩擦,则拉力F的大小;(2)若实际拉力F为90 N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率(机械效率保留三位有效数字)。
滑轮组专题吴风浪)
1、 一人用如图18所示.的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体,此时人对绳的拉力为120
牛,不计绳重和摩擦.求:
(1)滑轮组的机械效率. (2)如果人的体重为600牛,那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛?
2.用如图所示的滑轮组提升G 1=600N 的重物,在重物匀速上升2m 的过程中,拉力F 1所做的功是
1500J 。
忽略摩擦和绳重。
求:
⑴ 轮组做的有用功W 有用;
⑵ 轮组的机械效率h ;
⑶ 若用此滑轮组提升G 2=1200N 的重物,使G 2以0.5m/s 的速度匀速升高时,所用拉力F 2的功率。
3. 用如图所示的滑轮提升重4.5×103N 的货物A ,使A 在2s 内匀速升高2m 。
如果拉力F 的功率P =5kW ,忽略绳重
和轴摩擦。
(1)求:拉力F 在2s 内做的功和滑轮的机械效率h 。
(2)若用此滑轮匀速提升物体B 时的机械效率h '=80%,求物体B 受到的重力G B 。
4.工人利用滑轮组按照如图所示的方式提升货箱。
工人的体重为G 人=800N 。
提升第一个货箱时,工人用F 0=500N 的竖直向下的力拉绳时,没有提起货箱。
工人用F 1=600N 的竖直向下的力拉绳时,货箱恰能以0.2m/s 的速度匀速上升。
此时工人提升货箱的效率为62.5%。
第二个货箱比第一个货箱重500N ,工人仍能提起第二个货箱以0.1m/s 的速度匀速上升。
求:
⑴第一个货箱未被拉动时,水平地面对货箱的支持力;
⑵工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小。
5.如图所示,一个工人用滑轮组提起1200 N 的货物,所用的拉力是500N ,绳的自由端在5 s 内被拉 下3m 。
求拉力的功率和机械效率.
6.如图所示的滑轮组匀速提起重1000N 的物体,10S 内绳子的自由端拉下16m ,已知做的额外功是800J ,若绳重和摩擦不计,试求:
(1)绳自由端拉力的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的总重;
(4)若用此装置匀速提起1200N 的重物,则拉力为多少N?
斜面专题
1.如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端.斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%.则拉力做的功为多少?拉力所做的额外功为多少?.摩擦力是多少? f=F吗?
(g=10N/kg)
2.如图所示,用平行于斜面、大小为1.25N的拉力将重为1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是多少?
机械效率是多少?摩擦力是多少?
3.小华用20N的力把重为25N的物体沿着长为20cm、高为10cm的斜面,从斜面底端拉到顶端.则斜面的机械效率为多少?
4.(2010•南充)把小车从高0.2m、长2m的斜面顶端滑至斜面底端,重力做的功为100J,若在5s内用平行于斜面的拉力把小车沿此斜面从底端匀速拉上顶端,车与斜面的摩擦力为车重的0.15倍,则斜面的机械效率为,拉力做功的功率为 W.拉力F= N
5.(2009•西藏)如图所示,同一个小球在拉力作用下,分别沿光滑斜面OA、OB向上做匀速直线运动,拉力分别为F1、F2,斜面的机械效率分别为η1、η2,则拉力F1 F2;机械效率η1η2.(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
6.(2008•河南)为了省力,工人师傅常用图3所示的斜面把物体搬运到汽车上.设斜面长为s,高为h,把重为G 的物体沿斜面匀速推到车上所用力的大小为F,则搬运物体所做的有用功为,该斜面的机械效率
为。
(用题中代表各物理量的字母表示).
7.(2007•陕西)如图所示,为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道(斜面).沿通道上台阶和直接上台阶比较,可以(选填“省力”、“省距离”或“省功”),若将重700N的小车沿8m长的斜面推上
.
8.(2005•宁夏)小丽在研究斜面机械效率时,用15N的力将重量为25N的物体,沿斜
面从底部拉到高为10cm的顶端,斜面长为30cm.则她做的有用功是 J.总功
是J,机械效率是
9.(2005•河南)李勇想探究斜面的机械效率.他用长木板支在凳子上搭成斜面,将1kg盐装在塑料袋中,通过弹簧测力计将盐袋沿斜面匀速向上拉,弹簧测力计的示数为4N;盐袋沿斜面移动1m,上升的高度为30cm.这个斜面的机械效率.(g取10N/kg)
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