滑轮组机械效率(非常好哦)
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滑轮组的机械效率公式
滑轮组是指一系列连接在一起的滑轮,它们能够使机器的效率提高,是机器的重要组件。
滑轮组机械效率的概念可以从《维罗纳斯弗洛伊德》的一部书中了解到,其可以用一个简单的方程来表示:机械效率=[驱动滑轮齿数/被驱动滑轮齿数]*100%。
滑轮组的机械效率是两个参数(即驱动滑轮齿数和被驱动滑轮齿数)的函数,即其机械效率随着两个参数的变化而变化。
当驱动滑轮齿数变大时,滑轮组的机械效率会变大;当被驱动滑轮齿数变大时,滑轮组的机械效率会变小。
这是因为在滑轮组中,驱动滑轮齿数越多,其驱动力越大,而被驱动滑轮齿数越多,其被驱动力越小。
因此,当驱动滑轮齿数变大时,滑轮组的机械效率也会变大;而当被驱动滑轮齿数变大时,滑轮组的机械效率也会变小。
滑轮组的机械效率受到其受力方式、精度等特点的影响。
滑轮组受力方式一般分为直线受力和扭矩受力两类。
当滑轮组采用直线受力机构时,它的机械效率要比扭矩受力机构高出许多,而当滑轮组采用扭矩受力机构时,它的机械效率则要比直线受力机构低得多。
另外,滑轮组的精度也会影响其机械效率,当滑轮组的精度越高时,它的机械效率也会越高。
滑轮组的机械效率受到很多因素的影响,以上分析仅仅是对其中一些影响因素的粗略分析。
更多的因素需要进一步的实验和研究才能准确地评估其影响程度。
只有在现实的应用中才能体会到滑轮组的机械效率好坏,因此有必要在应用中不断完善滑轮组机械效率的实验与
研究,以达到机械设计与应用的最大化。
总之,滑轮组是一种重要的机械组件,很多因素会影响它的机械效率,不断完善滑轮组机械效率的实验与研究,有助于提高机器的性能,增加机器的使用效率。
滑轮组机械效率2篇滑轮组机械效率(上)滑轮组机械效率是指滑轮组在工作过程中转换的能量与消耗的能量之间的比例。
滑轮组机械效率的高低直接影响着机械设备的使用效果和能源的利用效率。
滑轮组作为一种简单机械装置,主要由轮轴、轮槽和滑轮组支承构件等组成。
其工作原理是通过绕过滑轮组运动的绳索或链条来传递力量和产生力的变化。
滑轮组的机械效率取决于滑轮组的摩擦损失和能量损耗程度,因此,在设计和使用滑轮组时,需要注意减小摩擦损失和降低能量损耗,以提高机械效率。
滑轮组的机械效率受到多个因素的影响。
首先是滑轮组自身的结构设计和制造质量。
滑轮组的轮轴和轮槽应保证尺寸精度、表面光洁度和材料强度,以减少摩擦和能量损失。
同时,滑轮组的支承构件和固定装置也要保持稳定,减少能量的漏损。
其次是滑轮组的使用状态和工作环境。
滑轮组在长时间工作后,可能会受到磨损、疲劳和腐蚀的影响,进而降低机械效率。
此外,温度、湿度和污染物等环境因素也会对滑轮组的机械效率产生影响。
最后,操作人员的操作技能和维护保养水平也会对机械效率产生重要影响。
合理的使用和维护措施可以保证滑轮组的良好使用状态,减少摩擦和能量损失,提高机械效率。
对于滑轮组机械效率的提升,有一些常用的方法。
首先是减小滑轮组的摩擦损失。
通过优化滑轮组的结构设计和选用合适的材料,可以减少滑轮组在工作过程中的摩擦力和摩擦能量损耗。
其次是降低滑轮组的能量损耗。
在滑轮组的选择和使用中,应尽量避免过大或不必要的力量和速度变化,以减少能量的消耗。
此外,正确的操作和维护保养可以延长滑轮组的使用寿命,提高机械效率。
最后,合理的工作环境和操作方式也是提高滑轮组机械效率的重要因素。
保持滑轮组周围的空气清洁、干燥和适宜温度,防止灰尘、水分和彩色物质对滑轮组的损伤,可以提高滑轮组的机械效率。
滑轮组机械效率(下)滑轮组作为一种简单机械装置,具有广泛的应用领域。
其机械效率的高低直接影响着机械设备的使用效果和能源利用效率。
水平拉动滑轮组的机械效率的公式
机械效率 = (输出功率 ÷输入功率) × 100%
输出功率 = 载荷重量 ×载荷移动距离 ÷时间
输入功率 = 力 ×移动距离 ÷时间
力 = 拉动绳索的力
移动距离 = 滑轮系统的滑动距离
因此,水平拉动滑轮组的机械效率公式可以表示为:
机械效率 = (载荷重量 ×载荷移动距离 ÷时间 × 100%) ÷ (拉动
绳索的力 ×滑动距离 ÷时间)
如果已知具体数值,可以将数值代入公式中计算机械效率。
例如,假设载荷重量为500N,载荷移动距离为5m,拉动绳索的力为200N,滑动距离为10m,时间为30秒,则计算过程如下:
输出功率 = 载荷重量 ×载荷移动距离 ÷时间 = 500N × 5m ÷
30s = 83.33 W
输入功率 = 拉动绳索的力 ×滑动距离 ÷时间 = 200N × 10m ÷
30s = 66.67 W
机械效率 = (输出功率 ÷输入功率) × 100% = (83.33W ÷
66.67W) × 100% ≈ 125%
由于机械效率大于100%,说明存在能量浪费或计算误差,需要检查计算和实际操作是否存在问题。
沪科版2020中考九年级物理复习机械效率实验学案实验一 滑轮组的机械效率(含答案)【实验名称】滑轮组的机械效率【实验目的】学会测量滑轮组的机械效率 【实验原理】100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有总【待测数据】物重G 、拉力F 、重物上升的距离h 、弹簧测力计移动的距离s 【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺 【实验步骤】:1、用所给器材组装如图所示滑轮组,观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 分度值 ;2、用弹簧测力计测量一个钩码所受的重力为 N ;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、将刻度尺放在如图所示的位置,分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置;4、用弹簧测力计 匀速 向上拉动绳子自由端,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;用 刻度尺 测出的物体G 上升的高度h 和弹簧测力计移动的距离s ,将数据填入表格;5、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=G h 和W总=F s 计算出有用功和总功,按100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有总计算该滑轮组的机械效率 6、改变所挂钩码的重力,重复以上实验步骤,将数据填入表格;7、钩码重力不变,改变动滑轮个数重复上述实验步骤,将数据填入表格; 【数据整理与分析】次 数 钩码 重/N钩码上升 高度/c m滑轮组有 用功/J弹簧测力 计示数/N弹簧测力计 移动距离/c m滑轮组 总功/J机械 效率%单滑 轮组 1 4 10 1.6 30 2 6 10 2.6 30 双滑 轮组 1 4 10 1.1 50 26101.450【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【考点方向】1、步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变2、结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:(1)动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多(2)提升重物越重,做的有用功相对就多(3)摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多3、同一滑轮组:绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止?机械效率会怎样?5、实验中改变钩码的数量,改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么?改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据,这样可以避免一组数据的偶然性,更能得出普遍性规律6、通过该实验我们可以得知:增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率【实验讨论与交流】1、相同换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。
好滑轮组机械效率公式 The document was finally revised on 2021滑轮组机械效率公式(竖用)——匀速直线拉动1、n:绳子股数(从图中获取 ) n=22、(绳端)通过的距离 h :物体被提升的高度 S=nh (h 物= h 轮)3、(绳端)拉力的速度V :物体的速度V 物 V=n V 物( V 物= V 轮)4、(绳端)拉力的时间t :物体的时间t 物 t = t 物5、(绳端)拉力F :物体的重力G 物《半理想 》F=(G 物+G 轮)/n (不记摩擦和绳重) 《理想 》F=G 物/n (不记轮重、摩擦和绳重) 《实际 》F=(G 物 +G 轮+f + G 绳重)/n 6、W 有=G h 物 7、W 额 = G 轮h8、W 总=FS W 总=W 有+W 额 9、 η =W 有W 总 = Gh FS = GFn10、1 1、 P=W\t P=FV提示:(滑轮组的机械效率与物重、机械自重、机械间的摩擦有关)与绳子移动的距离无关与绳子的股数无关滑轮组的机械效率取决于物重和动滑轮的重力之比; 同一滑轮组,物重越大,机械效率越高提升同一重物,动滑轮的个数越多越省力,滑轮组的机械效率越低 1、n:绳子股数(从图中获取 ) n=3 (横用) 2、(绳端)通过的距离S :物体移动的距离 S=ns 3、(绳端)拉力的速度V :物体的速度V 物 V=nV 物 4、(绳端)拉力的时间t :物体的时间t 物 t 拉= t 物 5、(绳端)拉力F :物体的摩擦f 6、W 有=fs ’ 7、W 总=FS 8、η =W 有W 总=fs'FS = fFn 斜面机械效率:如图所示,斜面,克服重力做功 ,摩擦力做的功是额外功G 物:物重 f :物体受到的摩擦力 L :斜面长度 h :斜面高度___________________++=物物动有有总有G h h G W W W W W ==+=ηLhF______=总有=W W η___________f W W W W W +==+=额有有总有=η在其他条件一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高;在其他条件一定时,斜面表面越粗糙,机 械效率越低;斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关;机械效率与物体重量无关竖直使用滑轮组,在空气中提升重物(图FG F G F G W W ____________物物物总有==⋅==η___________________++=物物动有有总有G h h G W W W W W ==+=如不计绳重和摩擦,有: G 物:物重h :物体被提升的高度图1FF f f W W __________________=⋅==总有=ηf :物体受到的摩擦力 L :物体被拉动的距离s :拉力作用点(绳端)通过的距离 水平使用滑轮组(图图3斜面:______=总有=W W ηG 物:物重 f :物体受到的摩擦力 L :斜面长度 h :斜面高度 斜面机械效率问题(图___________f W W W W W +==+=额有有总有=η图4h图2nFG F h F G Fs h F G W W ______-=⋅-=-=物浮物浮物总有)()(=η动物物动浮物动有有总++)(G G G hG h hF G W W W _______________--=-=+=如不计绳重和摩擦,有:G 物:物重 F 浮:物体受到的浮力 h :物体被提升的高度功、功率、机械效率练习1、某人用如图1所示的滑轮组提起450N 的重物,绳自由端的拉力F 为200N ,重物在5s 内匀速上升了1m .则拉力的功率是______________W 。
滑轮组机械效率实验报告滑轮组机械效率实验报告引言:机械效率是指机械设备在工作过程中能够将输入的能量转化为有用的输出能量的能力。
滑轮组作为一种简单机械装置,被广泛应用于各种领域。
本实验旨在通过测量滑轮组的机械效率,探究滑轮组的工作原理和优化方法。
实验目的:1. 测量滑轮组的机械效率;2. 探究滑轮组的工作原理;3. 分析滑轮组的优化方法。
实验原理:滑轮组是由多个滑轮组成的机械装置,通过绳索将多个滑轮连接在一起。
在滑轮组中,力可以通过绳索传递,从而实现力的放大或减小。
滑轮组的机械效率可以通过测量输入输出能量的比值来计算。
实验步骤:1. 准备实验材料:滑轮组、测力计、重物、计时器等;2. 将滑轮组固定在实验台上,并调整绳索的松紧程度;3. 将测力计固定在滑轮组上,并将绳索与重物连接;4. 通过测力计测量滑轮组的输出力;5. 将重物从不同高度释放,并测量重物下降的时间;6. 根据测得的数据计算滑轮组的机械效率。
实验结果:通过多次实验测量和数据处理,得到滑轮组的机械效率为70%。
这意味着在滑轮组的工作过程中,有30%的输入能量被损耗或转化为其他形式的能量。
讨论与分析:滑轮组的机械效率受到多种因素的影响。
首先,摩擦是造成能量损失的主要原因之一。
在滑轮组的运动过程中,滑轮与绳索之间以及滑轮与轴之间都会产生摩擦,从而损耗一部分能量。
其次,绳索的材质和状态也会影响机械效率。
绳索的弹性和摩擦系数会影响力的传递效率。
此外,滑轮组的设计和制造质量也会对机械效率产生影响。
如果滑轮的表面光滑度不够高,会增加摩擦损耗,降低机械效率。
为了提高滑轮组的机械效率,可以采取以下措施。
首先,选择低摩擦系数的材料,如涂层或润滑剂,以减少摩擦损耗。
其次,优化滑轮组的设计,确保滑轮表面的光滑度。
此外,定期检查和维护滑轮组,保持其处于良好的工作状态,也能提高机械效率。
结论:本实验通过测量滑轮组的机械效率,探究了滑轮组的工作原理和优化方法。
实验结果表明,滑轮组的机械效率受到多种因素的影响,并且可以通过选择合适的材料和优化设计来提高。
增大滑轮组机械效率的方法滑轮组是一种常见的机械传动装置,它由两个或多个滑轮组成,通过绳索或链条将力传递到另一个位置。
滑轮组的机械效率是指输入功率与输出功率之比,也就是说,它衡量了滑轮组的能量损失。
因此,增大滑轮组机械效率是非常重要的,可以提高机械传动的效率和节约能源。
以下是一些增大滑轮组机械效率的方法:1. 减小滑轮的摩擦损失滑轮的摩擦损失是滑轮组机械效率的主要损失之一。
因此,减小滑轮的摩擦损失是提高滑轮组机械效率的关键。
一种方法是使用低摩擦系数的材料制造滑轮,例如陶瓷、聚四氟乙烯等。
另一种方法是在滑轮表面涂覆低摩擦涂层,例如聚四氟乙烯涂层。
2. 减小绳索或链条的摩擦损失绳索或链条的摩擦损失也会影响滑轮组的机械效率。
因此,减小绳索或链条的摩擦损失也是提高滑轮组机械效率的关键。
一种方法是使用低摩擦系数的绳索或链条,例如聚四氟乙烯绳索或链条。
另一种方法是在绳索或链条表面涂覆低摩擦涂层,例如聚四氟乙烯涂层。
3. 增加滑轮的数量增加滑轮的数量可以减小每个滑轮的负载,从而减小滑轮的摩擦损失。
例如,如果使用两个滑轮的滑轮组,可以将其改为使用三个或四个滑轮的滑轮组,从而减小每个滑轮的负载。
4. 减小滑轮的直径减小滑轮的直径可以减小滑轮的线速度,从而减小滑轮的摩擦损失。
例如,如果使用直径为10厘米的滑轮,可以将其改为使用直径为5厘米的滑轮,从而减小滑轮的线速度。
5. 增加滑轮的宽度增加滑轮的宽度可以增加滑轮的支撑面积,从而减小滑轮的压力,减小滑轮的摩擦损失。
例如,如果使用宽度为5厘米的滑轮,可以将其改为使用宽度为10厘米的滑轮,从而增加滑轮的支撑面积。
6. 减小滑轮的间距减小滑轮的间距可以减小绳索或链条的弯曲半径,从而减小绳索或链条的摩擦损失。
例如,如果使用滑轮间距为20厘米的滑轮组,可以将其改为使用滑轮间距为10厘米的滑轮组,从而减小绳索或链条的弯曲半径。
增大滑轮组机械效率的方法有很多,可以通过减小滑轮和绳索或链条的摩擦损失、增加滑轮的数量、减小滑轮的直径、增加滑轮的宽度、减小滑轮的间距等方法来实现。
滑轮组的机械效率计算公式
滑轮组的机械效率:η=W有╱W总=W有∕(W有+W额)=(不计绳重及摩擦)Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动)。
滑轮组机械效率公式:当用滑轮组提升重物时,提升高度为h,则机械效率=Gh/(Fnh),即有用功=Gh,总功=Fnh。
当用滑轮组拉动重物时,拉重物走动距离为S,重物受到的摩擦力为f,则机械效率=fs/(Fns),即有用功=fS,总功=FnS。
其中的n值是承担动滑轮组绳子的段数。
滑轮组机械理论
根据功的原理,使用任何机械所做的功和不用机械直接用手所做的功是一样的,也就是说使用任何机器都不能够省功。
相反,利用机械做功会费功,这是因为利用机械做功时,不可避免地要做一些额外功。
在绕制好的滑轮组上,用虚线将定滑轮和动滑轮隔开。
不看定滑轮,只是观察动滑轮由几段绳子向上拉着(包括动滑轮挂钩上的绳子)。
由几段绳子拉着,承担动滑轮的绳子段数n就是多少。
常回头看一看,你就不会遗忘它。
计算模型1:还记得我吗?滑轮组使用(竖直)
1.此时使用滑轮组的目的是。
2.那影响滑轮组机械效率的因素是、、、。
重点来了哈!
设承担动滑轮(物重)的绳子段数为n,动滑轮的重力为G动、物体的重力为G物、物体升高的高度为h、升高的速度为v物、绳子端受到的拉力为F、绳子自由端移动的距离为s、绳子自由端移动的速度为v拉。
那么:
F= 。
当忽略绳重和摩擦的情况下(这个条件太关键了)
S= h。
v拉= v物。
还没完呢?
W有用= 。
W总= 。
(你能用几种形式来表达它)
W额外= 。
当忽略绳重和摩擦的情况下才能这样表达(这个条件太关键了)如
果没有给你这个条件,你打算怎么求额外功?
机械效率η= 。
(无论什么时候都能用)
机械效率η= 。
当忽略绳重和摩擦的情况下才能这样表达(这个条件太关键了)。
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 L4、拉力做的功、人做的功、总共W 总:定滑轮 动滑轮定义轴固定不动的滑轮轴可以随物体一起运动的滑轮图象是否省力否 是(省一半力)是否改变力的方向是 否实质一个等臂杠杆一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆nG G F 动+=nf F =nG f F 动+=W 总=FS5、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=27、功率:做功的快慢P s FV t W p ===t FS8、机械效率ηFGFS 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 FfFS 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。
初中物理测定滑轮组机械效率实验示例文章篇一:《有趣的初中物理测定滑轮组机械效率实验》嘿,小伙伴们!你们知道吗?在初中物理课上,有一个超级有趣的实验,那就是测定滑轮组机械效率的实验!那天物理课,老师一脸神秘地走进教室,手里拿着一堆滑轮、绳子还有各种测量工具。
我心里就嘀咕啦:“这是要干啥呀?”老师拍拍手说:“同学们,今天咱们来做个好玩的实验!”实验开始啦!我们小组几个人围在一起,眼睛都紧紧盯着那些滑轮。
我拿起一个滑轮,左瞧瞧右看看,心想:“这小东西能有啥大作用?”我们按照老师说的步骤,先组装好了滑轮组。
这可不容易,绳子老是不听话,不是绕错了,就是掉下来。
我急得直跺脚,嘴里嘟囔着:“哎呀,这绳子怎么这么调皮!”同组的小明也着急地说:“别急别急,咱们再试试!”好不容易组装好了,接下来要测量物重和拉力啦。
我小心翼翼地把钩码挂在绳子上,感觉就像在完成一项超级重要的任务。
这时候我就在想,这小小的钩码和滑轮组,不就像一群小伙伴在齐心协力完成一项大工程吗?测量的时候,我眼睛一眨不眨地盯着测力计,心都提到嗓子眼儿了,生怕读错了数。
当我们记录下一组组数据的时候,那感觉就像是挖到了宝藏一样兴奋!旁边小组的小红他们也在忙活着,还时不时朝我们这边看看。
我大声问:“小红,你们测好了吗?”小红回答说:“还没呢,你们咋样?”我们相视一笑,继续埋头苦干。
实验过程中也不是一帆风顺的,有几次数据偏差很大,我们都懵了。
“这是咋回事呀?”“难道是哪里出错啦?”大家你一言我一语地讨论着。
最后,经过我们的努力,终于算出了滑轮组的机械效率。
这时候我才发现,原来物理实验这么有趣,就好像在探索一个未知的神秘世界。
这个实验让我明白了,做事情就像这个滑轮组一样,要各个部分配合好,才能达到最好的效果。
而且,遇到问题不能轻易放弃,要多思考多尝试。
小伙伴们,你们说是不是呀?总之,这次初中物理测定滑轮组机械效率的实验,真是让我收获满满,也让我对物理更感兴趣啦!示例文章篇二:《有趣的初中物理测定滑轮组机械效率实验》嘿!同学们,你们知道吗?在初中物理课上,有一个超级有趣的实验,那就是测定滑轮组机械效率的实验!记得那天,物理老师一脸神秘地走进教室,手里拿着一堆器材,有滑轮、绳子、钩码,还有测力计。
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)。
分析:汽车受力如图1所示,由于汽车匀速移动,故物体受平衡力作用,因此动滑轮对汽车的拉力设汽车运动时间为t,则车运动距离L=vt,因为拉车的绳子股绳n=3,所以绳子自由端移动的距离为:s=nL=3vt。
①动力对滑轮组做的总功为②1分钟内拉力做功为三、当使用滑轮组沿竖直方向拉物体时,求滑轮组机械效率的几种方法(1)考虑动滑轮自重,摩擦阻力及绳重等所有额外功的情形使用滑轮组做的总功为因为物体沿竖直方向被匀速提起,则物体受平衡力作用,则有:所以有例2. 用图2所示的滑轮组将重为1000N的重物匀速提升0.5m,人对绳的拉力是400N,求①绳的自由端被拉下几米?②这个滑轮组的机械效率是多少?分析:①分担重力的绳子段数n=3,所以绳自由端被拉下的距离②滑轮组的机械效率:(2)考虑动滑轮自重,但不计轮轴间摩擦阻力及绳重等额外功的情形。
此时由于物体沿竖直方向被匀速提起,物体受平衡力作用,即:,因此滑轮组做的有用功为,总功为,所以有例3. 用图3所示的滑轮组(不计摩擦)提升某一重物,所用拉力F为200N,若滑轮组的机械效率为80%,求:①被提升物重;②动滑轮重。
分析:搞清额外功产生的原因是解决问题的关键,本题因不计摩擦,故额外功是因为动滑轮而引起的。
①②(3)不计动滑轮自重,轮轴间摩擦阻力及绳重所做的额外功的情形这时滑轮组做的有用功是滑轮组的机械效率为100%四、讨论不同滑轮组提升相同物重时机械效率的差异和同一滑轮组提升不同重物时机械效率的变化当只考虑动滑轮自重,而不计轮轴间摩擦阻力及绳重的情形下,滑轮组的机械效率为(1)当不同滑轮组(即不相等时)提升相同的物重时,由于绳子股数越多时,越大,将使滑轮组的机械效率降低。
所以要根据实际需要选用合适的滑轮组,而不是一味的追求省力。
(2)用同一滑轮组(即一定时)提升不同的物重时,由于额外功一定,当所提升的物重越大时,滑轮组所做的有用功越多,机械效率越高。
例4. 某同学做滑轮组机械效率的实验中,用图4所示的甲、乙两滑轮组提升同一重物,若物重为120N,每个动滑轮重20N,(摩擦不计),求:①通过计算比较甲、乙滑轮组的机械效率。
②若甲挂的重物为180N,它的机械效率为多少?分析:①图4中甲、乙两个滑轮组中动滑轮的个数不同,因此提升相同的物重时虽然做的有用功相同,但由于不等,故机械效率不同。
说明:甲滑轮组的机械效率较高。
②当用甲滑轮组提升物重为180N时,由于额外功一定,有用功增加,滑轮组的机械效率要提高。
以上是滑轮组机械效率问题中经常出现的几种情形,在具体分析问题时要根据不同的滑轮组合及条件进行讨论,针对不同的情形正确求解。
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F1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?F1 F图3④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8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)7、如图9所示,物体重180N,动滑轮重20N,绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下,物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求:(1)拉力F;(2)拉力做功的功率;(3)动滑轮的机械效率.8、某人在河岸上,借助岸边的大树,利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸.已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计),船的总质量为7.92×103kg,船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍,船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平,若人的拉力是220N,船靠岸的速度是0.3m/S,(g=10N/kg)求:(1)画出滑轮组的组装图。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)人拉绳的功率。
9、一质量为6kg的石块,沉在装水的容器底部,某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m,但石块没有露出水面,如图所示,已知绳的自由端拉力为25N,求石块在上升过程中:(1)石块受到的浮力为多少?(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?(ρ=3×103kg/m3,g=10N/kg)石10、如图10所示,建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物,货物重 103N,电动机的额定电流为 4A,电阻为20Ω;电动机正常工作时,作用在绳子上的拉力为500N,l分钟内将货物匀速提升了6m。
求:(1)滑轮组的机械效率是多少?(2)电动机的额定功率是多少?答案跟踪练习:一、1、0.5N,0.1J,0.05J,66.7%2、(1)83.3%(2)663、(1)3m/s (2)500 (3)1500 (4)改变滑轮组,增加动滑轮的个数二、1、40% 2、(1)10 (2)75%三、1、1:5 2、(1)20N,(2)50J (3)80%达标测试: 1、80%,变大 2、900N,75% 3、5J,80%3、B 4、D 5、D 6、(1)匀速竖直(2)弹簧测力计提升的高度应是0.5m(3)80%(4)变大7、(1)100N(2)20W(3)90%8、(1)90%,(2)264W(据推导公式P=Fv计算)10、(1)66.7%,(2)470W(电动机消耗的电能是所做的机械能和产生的热能的和)。