2019中考物理重难点突破与金题精讲功与滑轮组
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2019年中考物理真题分类汇编滑轮组的机械效率专题【难点中心】本专题考查滑轮组的机械效率的计算,涉及考点有对绳的拉力与物体重力的关系、绳子移动的距离与物体移动距离的关系、有用功额外功以及总功的计算;涉及物理量较多,公式较多,考试中失分较多,是中考的一难点。
【考点难点突破】【知识链节】1.有用功:定义:对人们有用的功=直接用手对重物所做的功(Gh)公式: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=fL3.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由于有用功总小于总功,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%。
【技能方法】:学§科§【母题1】(2019·福建初二期末)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 .有用功增加,总功增加B .有用功不变,总功减少C .有用功增加,总功减少D .有用功不变,总功不变【母题2】(2019·山西初二期末)如图所示,定滑轮重4 N ,动滑轮重0.5 N ,在拉力F 的作用下,1 s 内将重为4 N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了10 cm 。
如果不计绳重和摩擦,则以下计算结果正确的是A .绳子自由端移动速度为0.3 m/sB .拉力F 的大小为4 NC .拉力F 的功率为0.45 WD .滑轮组的机械效率为75%【母题3】(2019·贵州初三中考模拟)分别用如图所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在10 s 内将重为40 N 的物体G 匀速提升1 m ,每个滑轮的重均为20 N ,不计绳重及摩擦,下列有关说法正确的是A.甲和乙两滑轮组所做有用功相等B.甲滑轮组的效率大于乙滑轮组的效率C.F甲小于F乙D.F甲做功的功率小于F做功的功率乙【母题4】(2019·广东中山纪念中学初二期末)如图所示,某施工队利用滑轮组从水中提取质量为2 000 kg、体积为1 m3的物体,上升过程中物体始终不接触水底和露出水面,g=10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3。
力学部分滑轮(组)设计问题考点扫描☆名师点拨一、考点解析滑轮(组)是简单机械的主要内容,也是本部分内容中学习较难的内容。
简单机械在中考所占分值较大,所占分值一般在3~7分左右,同时也是必考命题。
在中考试卷中,常见题型有选择题、填空、作图、实验探究和计算题;估计2018年本部分内容考题仍会出现。
从试题的内容看,作图题常考力臂、滑轮、滑轮组的绕线;计算题的知识点主要有功、功率、滑轮组的机械效率的计算。
这类试题的特点是把知识放在生活实际的情景中考查。
主要有滑轮和滑轮组的特点分析以及相关的应用实例,探究影响简单机械的机械效率因素等等。
而这些领域不少同学又存在思维误区,解题错误率很高,在复习时要给与足够的重视,以便在应对中考题时做到游刃有余。
复习重点:滑轮组省力情况的分析:(1)不计摩擦和机械本身的重力是: F= G物/n ;(2)只考虑滑轮的重力,不计摩擦力和绳重时:(G物+G动)/n;C.滑轮组的组装根据承担物重的绳子段数n的奇偶性确定绳子固定端位置:奇动偶定;(3)掌握承载物体绳子的段数n的判断方法。
滑轮组机械效率的计算:首先应该理解功、功率和机械效率三者之间的联系和不同;然后准确判断有用功、额外功和总功;特别是滑轮组的机械效率的计算。
1.定滑轮问题工作时,中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。
实质是个等臂杠杆。
轴心O点固定不动为支点,其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r,根据杠杆的平衡条件可知,因为重物匀速上升时不省力。
特点不省力,但可改变力的方向。
动力移动的距离与重物移动的距离相等。
2.动滑轮问题工作时,轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。
实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。
特点省一半力,但不能改变力的方向。
动力移动的距离是重物移动距离的2倍。
对于动滑轮来说:1)动滑轮在移动的过程中,支点也在不停地移动;2)动滑轮省一半力的条件是:动滑轮与重物一起匀速移动,动力F1的方向与并排绳子平行,不计动滑轮重、绳重和摩擦。
电功率经典精讲(上)重难点突破一、三个物理量1、 电能:W =UIt国际单位制中的单位是焦耳 (J ),常用单位是千瓦时 (kW ·h ),俗称度,1度=1kW ·h=3.6×106 J2、电功率:P =UI电流在单位时间内所做的功。
它是表示电流做功快慢的物理量。
国际单位制中单位是瓦特(W ),常用单位是千瓦(kW )。
3、电热:Q =I 2Rt电流通过导体产生的热。
国际单位制中单位是焦耳(J )。
二、三个基本公式及其推导公式1、W =UIt (所有电路),推导公式:22U W I Rt t R ==(纯电阻电路)2、P =UI (所有电路),推导公式:22U P I R R ==(纯电阻电路)3、Q =I 2Rt (所有电路),推导公式:2U Q UIt t R ==(纯电阻电路)三、两个比例(纯电阻电路)1、串联电路:111222W QR W Q R == (成正比)2、并联电路:112221W Q R W Q R == (成反比)金题精讲题一:如图所示为家用电饭锅,与它有关的下列数据最符合实际的是()A . 正常工作时的电流是0.01 AB . 正常工作时的电压为12 VC . 正常工作时的功率为700 WD . 正常工作1小时消耗的电能约为360 J题二:5月初,小明家中的电能表示数为,电能表的部分参数及6月初的示数如图所示,下列说法正确的是()A.电能表是测量用电器消耗电功率的仪表B.小明家5月初至6月初消耗的电能是1200 kW•hC.小明家所有用电器同时工作,总功率不得超过4.4 kWD.若电能表转盘在10min内转过300转,则用电器的总功率为1 kW题三:灯泡L1、L2分别标有“10 V、10 W”和“9 V、5.4 W”的字样,若将它们串联使用时,电路两端允许加的最大电压值是()A. 10 V B. 9 V C. 15 V D.19 V题四:把标有“1 A 6 W”的L1和“2 A 6 W”的L2两个灯泡并联接入电路中,如图,让其中一个灯泡正常发光,另一个灯泡的实际功率不超过额定功率,则该电路中干路电流是__________A,两灯消耗的实际总功率为__________W.题五:一只电阻两端的电压由3 V增大到4 V时,通过该电阻的电流增加了0.25 A,则该电阻消耗的电功率增加了()A.0.25W B.1.75 W C.0.75W D.1 W题六:如图所示的电路中,电源电压U=3 V,R1=3 Ω,R2=2 Ω.求:(1)只闭合S1时,通过R2的电流是多大?(2)只闭合S2时,通电20 s的时间内电流通过R1产生的电热是多少?(3)开关通断情况发生变化,整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P′之比是多少?题七:有两个电路元件A、B,把它们串联在电路中,如图(乙)所示,流过元件的电流与其两端的电压关系如图(甲)所示。
功与滑轮组经典精讲重难点突破一、定滑轮定义:中间的轴固定不动的滑轮。
实质:等臂杠杆。
特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
理想的定滑轮:(不计轮轴间摩擦)F=G.绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)。
二、动滑轮定义:和重物一起移动的滑轮。
实质:动力臂为阻力臂2倍,省力杠杆。
特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
理想的动滑轮:(不计轴间摩擦和动滑轮重力)F=12(G物+G动)。
则拉力F=12(G物+G动)绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=2倍的重物移动的距离s G(或速度v G)。
三、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组判断滑轮组的用力情况——隔离法:“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象”。
四、机械效率 100%W W η=⨯有用总金题精讲题一:如图所示,在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
题二:用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。
实验数据如下表。
(1)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为_____________。
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将_____________;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将_____________。
(选填“增大”“减小”或“不变”) (3)分析表中数据可知,F ≠+2G G 动,可能的原因是:_____________。
题三:肥胖可能会引发许多慢性疾病,某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼,配重由若干金属块(每块质量为10 g)组成,锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。
(杆重、绳重、摩擦均不计,g取10 N/g)(1)拉力器上的滑轮均属于__________(选填“定”或“动”)滑轮。
功与滑轮题一:请在图中画出滑轮组最省力的绕法。
题二:用图所示的滑轮组成滑轮组提升重物,在图中画出最省力的滑轮组的绕线。
题三:(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上__________拉动弹簧测力计;(2)第二次实验中,2s内钩码上升的高度为0.1m,则它运动的速度为________m/s;(3)第三次实验中,绳端移动的距离为_______m,滑轮组的机械效率为________;(4)分析比较第一、二两次实验数据,有用功W1有_______W2有,滑轮组的机械效率η1______η2(两空均选填“>”“=”或“<”)。
由此可知,可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率。
题四:在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:(1)根据表格中的数据,在图甲中画出滑轮组的绕绳方法。
(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应____________(选填“保持静止”或“匀速上升”)。
(3)第三次试验时,测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为________N,滑轮组的机械效率为__________%。
(4)根据表格中的数据分析可知:①随着物重的增大,额外功__________(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是_____________________________________________________。
②要提高同一滑轮组机械效率,可以采取______________________的措施。
题五:图示为某健身器械结构示意图,其中每个小滑轮质量为1kg,重物质量为20kg。
(不计摩擦、空气阻力和绳子重力。
g取10N/kg)(1)图中滑轮A属于___________(选填“动滑轮”或“定滑轮”);站在水平地面上的人匀速拉动绳子时,人对地面的压强比他不拉绳子时要________(选填“大”或“小”);(2)使重物匀速上升时,人对绳子施加的拉力至少是多大?(3)若每分钟将重物提起15次,每次匀速提起的高度为60cm,求人做功的平均功率。
中考物理专题讲义――滑轮组中考物理专题讲义――滑轮组智能梳理一、滑轮和滑轮组1.滑轮:周边有槽,能够绕着中心轴转动的轮子。
2.定滑轮:使用时滑轮的地点固定不变;定滑轮本质是动力臂等于阻力臂的等臂杠杆;使用定滑轮时不可以省力,但能够改变力的方向。
3.动滑轮:使用时滑轮随重物一同挪动;动滑轮本质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆;使用动滑轮能够少一半力,但不可以改变力的方向。
4.滑轮组:定滑轮和滑轮组的组合,使用滑轮组既能够省力,又能够改变力的方向。
5.使用滑轮组时,重物和动滑轮的总重由几段绳索肩负,提起重物所用的力就是总重的几分之—。
重要提示:( 1)滑轮是一种变形的杠杆。
F=______G ( 2)使用定滑轮时,绳索自由端挪动的距离与重物上涨的距离相等,绳索自由端挪动的速度与物体挪动的速度相等;使用动滑轮时,绳索自由端挪动的距离是物体挪动距离两倍,绳索自由端挪动的速度是物体挪动速度的两倍。
F=_____f F=______fF=______G( f 为 A 与地摩擦,不计滑轮和绳摩擦)二、机械效率1.实用功:利用机械时,需要做的这部分功,叫实用功,常用W 有表示。
2.额外功:使用机械时,不需要但又不得不做的那部分功叫额外功,常用W 额外表示。
3.总功:实用功与额外功的总和,叫总功。
常用W 总表示。
即W 有 + W 额外 = W 总。
4.机械效率:实用功跟总功的比值。
叫机械效率,常用η表示。
重要提示:(1)机械效率反应了实用功在总功中占的比率大小,它没有单位。
(2)提高机械效率的力法:减少机械自己重(动滑轮重);减少机械的摩擦等来减小额外功。
(3)因为实用功总小于总功,机械效率总小于1。
三、斜面1、利用斜面来提高重物,若不计摩擦,则:FL = Gh( F表示拉力,L表示斜面的长,G表示物体的重力,h 表示斜面的高)2、利用斜面来提高重物,若考虑摩擦,则:计算公式:W 有= G物 h W额=fLW总= FL W总=W有+W额η=W有/ W总能力查验1、某同学自制了一个能够测人体重心地点的装置,如右图所示。
滑轮组及其工作的特点一、单选题1.用如图所示的滑轮组提升300N重物,在绳子自由端施加的拉力为125N,4s内重物匀速上升2m,不计绳重和轮、轴间摩擦.则()A. 绳子自由端移动的距离为4m B. 动滑轮重50NC. 拉力做功的功率为150W D. 此过程滑轮组的机械效率为80%2.下列说法正确的是()A.弹簧测力计只能测量重力大小B.使用滑轮组既可以省力,也可以省功C.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引D.内燃机在做功冲程中把内能转化为机械能3.如图所示,滑轮组将重50N的物体A以的速度沿水平地面匀速向前拉动了lm,拉力F大小为10N,滑轮组的机械效率为,下列说法中正确的是A.拉力F做功的功率为2WB.2s内绳子自由端移动的距离为C.滑轮组做的有用功为50JD.物体A受到水平地面的摩擦力为16N4.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.5.如图所示,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了1m,已知拉力F为500N,则提升重物的过程中()A.滑轮组的机械效率是80%B.绳子自由端被拉下3mC.做的有用功是500JD.拉力F的功率为50W6.使用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来提升重物,则()A.最多可以省1/3的力B.最多可以省的力C.最多可以省一半的力D.条件不足,无法确定7.小明用一个滑轮组把重物提起了0.5 m,绳子的自由端移动了1.5m,则小明所用的滑轮组可能是图中的哪一个?()A.甲B.乙C.丙D.三个都可以8.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑轮重和摩擦).使用时:①瘦子固定不动,胖子用力F A拉绳使货物G匀速上升。
②胖子固定不动,瘦子用力F B拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是()A.F A<GB.F B<GC.F A=2GD.F B=2G9.如图所示,某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m,所用时间为20s,在绳的末端所用拉力为2200N,下列说法错误的是()A. M处滑轮的作用是改变力的方向B. 提升货物过程中的有用功是3×104JC. 拉力的功率为660WD. 若只增加货物所受的重力,滑轮组的机械效率将增大10.如右图所示,用滑轮装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则省力情况相同的是()A. ①②B. ③④C. ②③D. ①④11.分别用如图所示的(甲)、(乙)两个滑轮组,在100s内将重为400N 的物体G匀速提升10m,每个滑轮的重均为20N.不计绳重及摩擦,此过程中()A. F甲做功的功率等于F乙做功的功率B. F甲做功的功率小于F乙做功的功率C. F甲做的功大于F乙做的功 D. F甲做的功小于F乙做的功12.简单机械在我们的生活中应用很广泛,下图是使用简单机槭匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中不省力的是()A. B. C.D.二、填空题13.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。
直击中考热点之滑轮组习题详解,学好物理从当下开始!对于马上就要走上中考战场的同志们,我们不能保证把每一个压轴的拉分题都做对,也不能保证都会做,但是中等难度的题我们一定要研究透彻,避免考场上失误。
这是初三学生该做的当然初二学生也必须掌握,本节知识点就为大家详细讲解历年反复在大题和小题中出现的易错知识点:滑轮组的应用与计算。
基础定义与知识点1、定滑轮:①定义:中间的轴固定不动的滑轮.②实质:定滑轮的实质是:相当于等臂杠杆③特点:使用定滑轮虽然不能省力但是能改变力的方向.④说明:对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦)F=G绳子自由端移动距离S(或速度vF) = 重物移动的距离h(或速度vG)2、动滑轮:①定义:轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮.②实质:动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆.在理想情况下(不计轴间摩擦和动滑轮重力)拉力为重物所受重力的一半即:F= 1 / 2G ;③特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向.说明:理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力)则:绳子自由端移动的距离是重物移动距离的n倍即s = nh(n为承担动滑轮绳子的股数;h为重物移动的距离)l1,l2分别为动力臂和阻力臂3、滑轮组①定义:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组.②特点:使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向③省力情况及判断:(1)理想的滑轮组(不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力)拉力F= G /n;s = nh;(2)只忽略轮轴间的摩擦,不忽略动滑轮重量:则拉力F= (G物+G动) /n;s = nh(h为重物移动的距离);(3)绳子端的速度与物体上升的速度关系:V绳=nV物4、轮轴:两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。
半径较大的叫做轮,半径较小的叫做轴。
r为阻力臂;R为动力臂实质:轮轴是一个可以连续转动的杠杆。
特点:由于轮的半径大于轴的半径,因此当动力作用于轮上时,轮轴为省力杠杆;当动力作用在轴上时,轮轴为费力杠杆。
《滑轮组难点突破》微课学习指导关于“滑轮组用力的问题”,在中考中多次考过,有的较难,有的易错.同学们掌握不好,做起题来十分的吃力。
针对这种情况,我用微课的形式加以讲解突破。
微课的学习目标:1. 会数滑轮上受力的绳子节数。
2. 理解滑轮上同一根绳子上的力大小相等。
3. 会解答简单滑轮组和复杂滑轮组用力问题,突破这个难点。
微课学习过程:1、首先同学们观看微课视频解决下面两个问题:第一,会数滑轮上受力的绳子节数(看几节绳子拉着动滑轮)第二,理解滑轮上同一根绳子上的力大小相等2、这两个问题解决之后,同学们可以反复观看微课视频中几道典型例题的详细讲解,直到学会怎么去处理解答简单滑轮组和复杂滑轮组用力问题。
3、微课结束后,归纳总结这类题的特点和解法(1)简单滑轮组(如图1、图2所示)是用同一根绳子连结,其中一端(始端)固定,其它部分依次绕过定滑轮、动滑轮,拉力作用在另一端(末端).其特点是系动滑轮的每段绳子所受的拉力(下简称张力)相等.求简单滑轮用力情况的通用方法.整体受力分析法此法是将动滑轮及其吊着的重物视为一个整体,对该“整体”作受力分析,最后据“该整体受到的力平衡”列方程、解方程.例如,在图1所示的滑轮组中(绳的末端来吊重物),据上述方法,则:,若不计动滑轮重,又如,对图2所示的滑轮组(绳的末端吊着重物),由整体的受力由(1)式和(2)式可得到求简单滑轮组用力情况的一般公式:(3)式中的n代表绳子的段数;当绳的末端来吊物体时,则n代表“系动滑轮的绳子的段数”;当“末端”吊着物体时,则n代表“系动谓轮绳子的段数”再加“吊重物时的那一段”.这样一来,“整体受力分析法”就把求两种简单滑轮组用力情况的方法统一到了(3)式中.(2)复杂滑轮组的特点及其解法复杂滑轮组(如图3、图4所示)是由几根绳子分别绕过动滑轮、定滑轮(有的没有定滑轮)而构成的.其特点是同一根绳子各段的张力相等,不同绳子的张力不相等,这是复杂滑轮组与简单滑轮组的重要区别之一.求复杂滑轮组用力情况的解法如下.(动滑轮重均忽略不计)“隔离体”法“隔离体”法就是把“有关”的滑轮和“所带的物体”从这个“整体”中逐个隔离出来进行相应的受力分析,然后根据“物体受到的力平衡”列方程、解方程.此法对一般复杂滑轮组都是适用的.也可利用”动滑轮能省一半力”求解图3所示的问题.∵“物体间力的作用是相互的”,∴F1=F2,F3=F4;又∵使用“动滑轮能省一半力”,。
功与滑轮组经典精讲重难点突破一、定滑轮定义:中间的轴固定不动的滑轮。
实质:等臂杠杆。
特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
理想的定滑轮:(不计轮轴间摩擦)F=G.绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)。
二、动滑轮定义:和重物一起移动的滑轮。
实质:动力臂为阻力臂2倍,省力杠杆。
特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
理想的动滑轮:(不计轴间摩擦和动滑轮重力)F=12(G物+G动)。
则拉力F=12(G物+G动)绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=2倍的重物移动的距离s G(或速度v G)。
三、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组判断滑轮组的用力情况——隔离法:“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象”。
四、机械效率 100%W W η=⨯有用总金题精讲题一:如图所示,在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
题二:用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。
实验数据如下表。
(1)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为_____________。
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将_____________;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将_____________。
(选填“增大”“减小”或“不变”) (3)分析表中数据可知,F ≠+2G G 动,可能的原因是:_____________。
题三:肥胖可能会引发许多慢性疾病,某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼,配重由若干金属块(每块质量为10 kg )组成,锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。
(杆重、绳重、摩擦均不计,g 取10 N/kg )(1)拉力器上的滑轮均属于__________(选填“定”或“动”)滑轮。
热点考点03—“滑轮”专题总结与突破:考点分析“滑轮”的相关知识,是全国各省市重点考查的力学知识点,在中考中占分比例较大,包涵的内容较多,难度较其它力学知识点更大些;滑轮的相关知识在中考中,主要在“多选题”、“填空题”及“力学压轴型”计算题中考查,有的省市在实验题中也会对滑轮组机械效率的影响因素进行考查。
(本知识点有关滑轮组压轴题计算题型,可参阅“滑轮压轴型计算题”专题)考点突破1:定滑轮实质是:动力臂等于阻力臂的等臂杠杆,动滑轮的实质是:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
2:定滑轮不能省力但可以改变力的方向,而动滑轮不能改变力的方向但可以省一半的力。
对于定滑轮无论沿哪个方向拉由于动力臂均为定滑轮的半径所以力的大小相同。
而对于动滑轮在竖直方向拉时拉力的力臂为圆的直径由于力臂最大,所以所用的力最小,不考虑动滑轮的重力及绳重和摩擦,最多可省一半的力,当倾斜拉绳子时,由于拉力的力臂变小,所以拉力越来越大。
3:滑轮组即可以省力又可以改变力的方向且对于滑轮组其省力情况取决于绕过动滑轮的绳子的股数,对于同一个滑轮组,绕过动滑轮的绳子股数越多越省力4:当用细绳通过滑轮向上拉物体且人随物体一起移动时此时拉力的大小F=G物+G人/n+1(n指动滑轮两侧的绳子的股数)。
5:对于同一滑轮组其机械效率的高低取决于三个因素:物体的重力,动滑轮的重力,滑轮与绳子及轴的各种摩擦;在控制变量的情况下滑轮组的机械效率与物体的重力成正比,与动滑轮的重力及摩擦均成反比;对于同一个滑轮组提高机械效率最简单的方法是:增加物重。
注:滑轮的计算通常有以下几种题型:此专题,必须掌握常见的滑轮的相关题型及常见的计算公式,正确分析物体受力情况,对于较复杂的题目型还应列出方程组去求解,常见的滑轮计算题有以下几种常见的题型:题型一:物体在滑轮组的作用下上、下移动的题型:1:如图所示对于此种装置图中,求绳子末端拉力F的几种方法是:⑴F=G物+G动/n{不计各种摩擦}其中n指绳子的股数⑵由η=G物/nF可推知:F=G物/nη⑶由P=FV拉得F=P/V拉其中的V指绳子移动的速度,不可代入物体移动的速度。
功与滑轮组经典精讲
重难点突破
一、定滑轮
定义:中间的轴固定不动的滑轮。
实质:等臂杠杆。
特点:使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
理想的定滑轮:(不计轮轴间摩擦)F=G.
绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=重物移动的距离s G(或速度v G)。
二、动滑轮
定义:和重物一起移动的滑轮。
实质:动力臂为阻力臂2倍,省力杠杆。
特点:使用动滑轮能省一半的力,但不能改变动力的方向。
理想的动滑轮:(不计轴间摩擦和动滑轮重力)F=1
2
(G物+G动)。
则拉力F=1
2
(G物+G动)绳子自由端移动距离s F(或速度v F)=2倍的重物移动的距离s G(或
速度v G)。
三、滑轮组:定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
判断滑轮组的用力情况——隔离法:“用虚线把重物和动滑轮从滑轮组隔离,以重物和动滑轮为研究对象”。
四、机械效率 100%W W η=⨯有用
总
金题精讲
题一:如图所示,在A 处或B 处的虚框内添加一个滑轮,利用三个滑轮组成滑轮组,要求使用时最省力。
添加滑轮并完成滑轮组绕法。
题二:用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。
实验数据如下表。
(1)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为_____________。
(2)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将
_____________;提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将_____________。
(选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)分析表中数据可知,F ≠+2G G
动,可能的原因是:_____________。
序号 动滑轮重 G 动/N 钩码重力G /N 钩码上升高度h /m 绳的拉力 F /N 绳端移动距离 s /m
机械效率η
①
0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3% ②
0.1 2 0.2 1.1 0.4 ③ 0.2 2 0.2 1.2 0.4 83.3%
题三:肥胖可能会引发许多慢性疾病,某人用如图所示的健身拉力器进行减肥锻炼,配重由若干金属块(每块质量为10 kg)组成,锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。
(杆重、绳重、摩擦均不计,g取10 N/kg)
(1)拉力器上的滑轮均属于__________(选填“定”或“动”)滑轮。
(2)若该人的质量为85kg,他一次最多能拉起__________块金属块。
(3)当他选择6块金属块时,把拉杆向下拉动0.5米,若累积拉动100次,拉力共做了多少功?假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功,则相当于消耗多少克脂肪?(已知1克脂肪在体内完全氧化约释放37.5千焦的能量)
题四:如图所示,不计摩擦和绳重,把一个重为20N的物体沿竖直方向在4 s内匀速提升了2 m,所用拉力F为12.5 N.下列说法中正确的是()
A.动滑轮重7.5 N B. 4 s内拉力F做功25 J
C. 4 s内拉力F的功率为6.25 W D.滑轮组的机械效率为80%
题五:如图甲所示,轻质硬杆K左侧与墙体相连(可自由转动,不能水平移动),右侧与A固定;长方体滑块B置于光滑水平地面上,A与B的接触面粗糙程度不变,A、B间的滑动摩擦力大小为f;人的重力为G人,与地面的接触面积为S人;动滑轮P的重力为G P.在拉动过程中选取了三段时间,用表格记录了A、B、C的运动状态,图乙记录了绳对C竖直向上的拉力F C,图丙记录了人对绳竖直向下的拉力F D.在拉动过程中,B足够长,A始终没有掉下;C受水的阻力、C露出水面后表面附着的水的质量忽略不计;运动中空气阻力不计;细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计;绳或竖直或水平,不可伸缩且长度足够。
求:
(1)在4~6 s内,杆K对A作用力的方向,并简述理由。
(2)在0~2 s内,人对地面的压强p人为多少?(用字母F C、f、S人、G P、G人表示)在4~6 s内人对地面的压强比0~2 s减小了多少?(用字母f、S人表示)
0~2 s4~6 s8~10 s
A相对地面静止相对地面静止相对地面静止
B向左匀速直线运动向右匀速直线运动向右匀速直线运动
C浸没在水中,
以2 cm/s速度匀速下降
浸没在水中,
以4 cm/s速度匀速上升
在空中,
以6 cm/s速度匀速上升
功与滑轮组经典精讲
金题精讲
题一:如图所示。
题二:(1)90.9% (2)增大 减小 (3)轮轴间有摩擦
题三:(1)定 (2)8 (3)8 g
题四:D
题五:(1)A 受到杆K 的作用力F K 向左。
因为在4~6 s 内,A 静止,B 向右运动,B 受到的A 对B 的摩擦力向左,根据相互作用力,则B 对A 的摩擦力向右。
A 处于静止状态,水平方向必定受平衡力作用,所以F K 向左。
(2)在0~2 s 内,人对地面的压强为22-=-+人人人P C G G F f p S ;在4~6 s 内人对地面的压
强比0~2 s 减小了
人
f S 。
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