滑轮和功计算

物理功率滑轮知识点总结一、功率的概念功率是描述能量转换速率的物理量，它表示单位时间内所做的功。

功是力沿着物体位移的量。

在物理学中，功率可以表示为P=W/t，其中P表示功率，W表示做功的能量，t表示时间。

功率的单位是瓦特（W），1瓦特等于1焦耳/秒。

在物理学中，有时会遇到“机械功率”的概念，机械功率是指从一种形式的能量转换成另一种形式的能量的速率。

例如，当一个物体受到力的作用而产生位移时，这个作用力所做的功就会导致物体获得了动能，这就是机械功率。

二、滑轮的定义滑轮是一种简单机械装置，它由一个固定轴和一个围绕轴旋转的滚轮组成。

滚轮周围有一个槽，可以使绳索、链条或带在上面滑动。

滑轮常用于改变力的方向和大小，从而实现对物体的平移或提升。

在物理学中，滑轮可以用于吊物体或提升重物。

它可以改变施加在物体上的力的方向和大小，因此可以减轻人的劳动力，并且可以改变物体所受的重力。

三、滑轮的种类根据使用场合的不同，滑轮可以分为不同的种类。

常见的滑轮包括定滑轮、移动滑轮、组合滑轮等。

1. 定滑轮定滑轮是指滑轮的轴固定在机架上，不随物体的运动而发生位移。

在物理学中，使用定滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小。

常见的定滑轮包括吊车和吊篮上的滑轮。

2. 移动滑轮移动滑轮是指滑轮的轴随物体的运动而发生位移。

在物理学中，使用移动滑轮可以改变力的大小和方向。

常见的移动滑轮包括绞车和起重机上的滑轮。

3. 组合滑轮组合滑轮是指由多个滚轮组成的滑轮系统。

通过组合不同的滚轮，可以实现不同的力的方向和大小变化。

组合滑轮可以达到很大的力矩，用于提升重物。

四、滑轮的功率问题在物理学中，滑轮常常涉及力的大小和方向的变化，因此也会涉及到功率的问题。

滑轮的功率问题主要包括两个方面：滑轮的输入功率和输出功率。

1. 滑轮的输入功率滑轮的输入功率是指施加在滑轮系统上的力所做的功。

输入功率可以表示为P=Fv，其中P 表示功率，F表示施加在滑轮系统上的力，v表示力的作用点的速度。

通过滑轮做功的问题一、通过定滑轮做功特点1:定滑轮对绳的作用力，由于作用点的位置没有动，即该力的作用点没有位移，因此对绳不做功。

特点2：由于细绳或者称为轻绳是一种刚性绳，形变是不考虑的，因此这种绳不贮存能量，它总是等量的转移能量。

所以在绳的一端，外力对绳子做多少功，绳子也必然对另一端的物体做等量的功。

例：如图，利用一根跨过定滑轮的细绳，用恒力F将地面上的物体从A位置拉动到B位置，求拉力F对物体所做的功。

分析：绳子拉物体的力虽然是一个大小不变，但方向时刻在发生变化的力，在高中物体中还不能直接对这种力做的功直接求解。

但在绳了另一端，作用在绳子上的力却是一个恒力，该恒力对绳子所做的功是可以直接求解的，根据绳子的特点，绳子也必对另一端的物体做等量的功。

所以w = Fs = F (~^— -~^~) = Fh(^^—-^) sin 0 sin P sin 0 sin P例：如图，汽车以恒定的速度v牵引着细绳在水平面内向右运动，当细绳和水平方向的夹角由0变为P时，求汽车的牵引力做的功是多少？分析：汽车的牵引力大小在本题中是无法计算的，所以汽车牵引力做的功也无法直接求解，但汽车的牵引力是对绳子做功，可以转化成绳子对物体做的功，根据绳连物体的速度关系知，当汽车牵引的细绳和水平方向成0和P时，物体向上运动的速度变为 :V = v cos 0 和V = V cos P，可见物体向上做的是变加速直线运动，细绳牵引物体的力也是一个变力，但并不妨碍我们利用运能定理求解:W一W =—mv2-― mv2= — mv2 (cos 2p —cos 20 )T G 2 2 2 1 2所以，细绳对物体做的功为：+ —mv2 (cos 2P —cos 20 ) = mgh (—~—- ~^) + —mv2 (cos 2P —cos 20 ) 当然，它等于汽车牵引力做的功二、通过动滑轮做功1、根据细绳等量的转移能量这一特点进行求解。

2、根据一根绳上的拉力相等，绳的拉力对物体所做的功是滑轮两侧的绳子上两个拉力的合力所做的功来求解。

滑轮做功知识点总结1. 滑轮的原理滑轮是一种简单机械，由固定在支架上的轮子和绕轮子旋转的绳索或链条组成。

通过绳索或链条的拉动，可以改变力的方向和大小，从而实现做功或传递力的目的。

2. 滑轮做功的原理滑轮做功的原理是利用绳索或链条来传递力量，改变力的方向和大小。

当一个力作用于绳索或链条上时，绳索或链条会传递这个力到另一个地方，改变外部物体的运动状态或形状，从而完成做功的过程。

3. 滑轮做功的公式滑轮做功的公式为：做功 = 力 × 距离× cosθ其中，力是作用在绳索或链条上的力，距离是绳索或链条传递力的距离，θ是力的方向与传递力的方向之间的夹角。

4. 滑轮做功的分类根据滑轮的用途和工作方式，滑轮做功可以分为静止滑轮和动态滑轮。

静止滑轮是不会改变力的方向和大小的滑轮，其作用是改变力的方向，使力更方便地施加在物体上，从而实现做功的目的。

动态滑轮是可以改变力的方向和大小的滑轮，其作用是根据需要改变力的大小和方向，使力更有效地施加在物体上，从而实现做功的目的。

5. 滑轮做功的应用滑轮做功在生活中有着广泛的应用，例如：(1) 提起物体：利用滑轮来提起重物，减小施加力的大小；(2) 勒马车：利用滑轮做功原理，可更方便地将马车提起；(3) 升降货物：在工业生产中，使用多个滑轮来提起或降低重物；(4) 水井提水：利用滑轮做功的原理，可以更方便地提取井水；(5) 吊运各类物品：如使用吊车或吊具，可以较轻易地将物品吊运到指定位置。

6. 滑轮做功的优势和劣势滑轮做功的优势在于可以改变力的方向和大小，使力更方便地施加在物体上，从而减小了施加力的大小，提高了施加力的效率。

另外，滑轮做功还能够通过绳索或链条来传递力量，使得力更容易传递到指定位置。

然而，滑轮做功的劣势在于，由于绳索或链条的摩擦力和弯曲所带来的能量损失，可能会使得力的传递效率较低。

7. 滑轮做功的注意事项在使用滑轮做功时，需要注意以下几点：(1) 选择合适的滑轮：要根据物体的重量和大小来选择合适的滑轮，以便更好地施加力和实现做功的目的；(2) 绳索或链条的材质和长度：要选择合适材质和长度的绳索或链条，以保证力的传递效率，并且避免绳索或链条损坏；(3) 摩擦力的影响：需要注意绳索或链条传递力的过程中，摩擦力会对力的传递效率产生影响，要尽量减小摩擦力的影响；(4) 安全问题：在施加力和提起或降低物体时，需要注意安全问题，避免发生意外事故。

力学速度:V=S/t重力:G=mg密度:ρ=m/V压强:p=F/S液体压强:p=ρgh浮力:F浮＝F’－F (压力差) F浮＝G－F (视重力)F浮＝G (漂浮、悬浮)阿基米德原理: F浮=G排＝ρ液gV排杠杆平衡条件:F1 L1＝F2 L2理想斜面: F/G＝h/L理想滑轮:F=G/n实际滑轮:F＝(G＋G动)/ n (竖直方向) 功:W＝FS＝Gh (把物体举高)功率:P＝W/t＝FV功的原理:W手＝W机实际机械: W总＝W有＋W额外机械效率: η＝W有/W总滑轮组效率:η＝G/ nF(竖直方向)η＝G/(G＋G动) (竖直方向不计摩擦)η＝f / nF (水平方向)常用物理量光速:C＝3×108m/s (真空中)声速:V＝340m/s (15℃)人耳区分回声:≥0.1s重力加速度:g＝9.8N/kg≈10N/kg标准大气压值:760毫米水银柱高＝ 1.01×105Pa水的密度:ρ＝1.0×103kg/m3水的凝固点:0℃水的沸点:100℃水的比热容:C＝4.2×103J/(kg·℃)元电荷:e＝1.6×10-19C一节干电池电压:1.5V安全电压:≤36V家庭电路电压:220V单位换算:1m/s＝3.6km/h1g/cm3＝103kg/m31kw·h＝3.6×106J某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。

已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F＝1700N。

（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：（1）工件的质量是多少？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因。

答案：(1)m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kgF浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N(2)F=G-F浮=mg-F浮=560kg×10N/kg-1600N=5600N-1600N=4000Nη=(W有用/W总)×100%=(F′×h)/(F×s)×100%=(F′×h)/(F×3h)×100%=(4000N/1700N×3)×100%=78.43% (3) η将变大η=W有用/(W有用+W额) ×100%，W有用增大，而W额不变，所以η变大超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强。

机械效率知识集结知识元机械效率概念知识讲解机械效率1．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=Gh2．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=fL 3．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=斜面：W总=fL+Gh=FL4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。

②公式：η=斜面：单个定滑轮：单个动滑轮：常规滑轮组：③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%。

④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。

机械效率的测量及影响因素①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④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。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

提升重物越重，做的有用功相对就多。

摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就越多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

例题精讲机械效率概念例1.因为有用功总____〔填“大于、小于或等于”）总功，所以机械效率总小于1．提高机械效率的途径是减小____功，滑轮组的机械效率越高，说明额外功在总功中所占的比例____（填：“越大”或“越小”）例2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法把不同的重物提起相同的高度（G甲>G乙），绳重摩擦忽略不计。

在物体匀速上升的过程中，甲图机械效率比乙___（选填“大”、“小”或“相等”），说明理由_________________________________________________________。

例3.如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体（G甲=G乙>G动）在相同时间内匀速提升相同的高度（不计摩擦），则所用拉力F甲____F乙，拉力做功的功率P甲____P乙，机械效率η甲____η乙．（选填“>”、“<”或“=”）例4.如图所示，用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为10N，滑轮重均为1N，不计绳重和摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则F1___F2，η1___η2．（选填“>”、“<”或“=”）例5.如图所示，用同样的轻绳（不计绳重）和滑轮安装成甲、乙两种装置。