第13讲滑轮斜面机械效率讲义 1
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龙文教育小班辅导讲义
课 题 滑轮斜面机械效率
1、了解定滑轮、动滑轮的工作原理，知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆， 2、了解滑轮组及其工作原理 3、理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率 1.定滑轮、动滑轮、滑轮组的工作原理 2.理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率 理解功的含义，熟练的计算功、功率、理解并运用杠杆滑轮的原理，会计算机械效率
课堂练习：
1、用图 1 所示的滑轮组拉物体 A 在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力 F＝ 3N，物体 A 的速度 v＝0.2m/s，忽略滑轮重、绳重和轴摩擦。下列说法中正确的 是（ ） A．物体 A 受到合力不为零 B．物体 A 受到的拉力为 9N C．竖直墙受到的拉力为 9N D．拉力 F 每秒钟做功为 1.8J
G
1 甲
G
乙 22
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甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为 F 甲、F 乙，它们的机械效率分别为 η 甲、η 乙．则下列关系 正确的是 B．F 甲＞F 乙 C．η 甲＜η 乙 D．η 甲 =η 乙 A．F 甲＜F 乙
龙文教育小班辅导讲义 4、用如图 6 所示的装置分别将质量为 m 和 m 的 A、B 两物体拉离地面。先将 A
4、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为 220N 的泥桶，动滑轮重为 20N，不计 滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在 5s 内将绳子匀速向上拉 6m，则泥桶上升 _____m，手拉绳子的力为____N。 5、图中要求 F 甲＝G/3，F 乙＝G/4，请画出滑轮组的绕线（不计动滑轮重） 。 6、如图 6 所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重均为 100 N，与水 平面间的摩擦力都是 30 N，作用于各绳端的拉力分别为 F1、F2、 F3.，要使物体做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ） A. F1=100N、F2=50N、F3=200N B. F1=30N、F2=60N、F3=15N C. F1=100N、F2=50N、F3=50N D. F1=30N、F2=15N、F3=60N 7、如图，物体 A 重 120N，在重力为 GB 的物体 B 的作用下在水平桌面上做匀速 直线运动，A 与桌面之间的摩擦力为 f。如果在 A 上加一个水平向左大小为 180N 的拉力 F，物体 B 匀速上升，则下列选项正确的是（ ） （不计摩擦、绳重及滑 轮重） A．GB=30N B．GB=90N C．f=180N D． f=90N
F=1/n（G+G 动）
；
η=G/（G+G 动）
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，同一机械提升的物重越 重，机械效率越高。 2、典型例题 1、如图 7 所示，每个滑轮均重 12N，用滑轮组拉着重 600N 的物体 A 沿水平方向匀速移动，在 40s 内物体移动了 8m，拉力 F 做的功为 1280J． （不计绳重及机械内部摩擦） ，下列说法正确的是（ ） A．拉力 F 的大小 60N B．滑轮组对物体 A 所做的有用功为 1184J C．拉力 F 的功率 32W D. 滑轮组的机械效率为 72.5% 2、如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力 G1=G2 的重物至相同的高度 h，若所用拉力 F1=F2，已知甲的机械效率 50％，则（不计绳重及摩擦） A．乙的机械效率 75％ B．乙的机械效率 80％ F2 F1 C．拉力 F1 做的功与拉力 F2 做的功之比 3:2 D．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之 比 3:1 3、如图 2 所示，不计绳重与摩擦，且动滑轮重 G 动小于物重 G，用它们分别将物重相同的
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考点 2 ：有用功、额外功和总功，机械效率
1 知识梳理 1、有用功：定义：利用机械时，需要做的这部分功，叫有用功，常用 W 有表示。 公式：提升重物时，W 有=Gh。沿斜面向上推物体， W 有=FS W 有 =W 总－W 额=η W 总 2、额外功：定义：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。 公式：W 额= W 总－W 有用= W 总（1－η ）=G 动 h=fL（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 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= W 有用／η 4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。 W 有用 η = W 总 公式：
A
B
8、人们利用斜面搬运重物是为了（ ） A、费力 B、省力 C、少移动距离 D、省功 9、木工师傅用斧头作为工具，是利用（ C ）能省力的原理。 A、滑轮 B、轮轴 C、斜面 6、 两颗长短、 粗细一样的螺丝钉， 一颗螺纹密些， 一颗螺 纹疏些， 用同样的螺丝刀旋动他们的时候 A ） A、 （ 。 螺纹密的要省力些 B、螺纹疏的要省力些 C、一样 7、利用斜面将货物装上汽车时，下列说法正确的是。 （C ） A、斜面越长越省力 B、斜面越短越省力 C、在货物重量和汽车高度一定时斜面越长越省力 3、知识概括、方法总结与易错点分析 1、定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小。相当于等臂杠杆； 2、动滑轮不能改变力的方向，可以改变力的大小，力作用在绳子上时，相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠 杆，力作用在滑轮上时，相当于一个阻力臂是动力臂2倍的费力杠杆。 3、滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，省力倍数与绳子的股数有关。 4、滑轮组绳子的股数是指连接在动滑轮上的绳子的条数。
图8
错误！未找到引用源。
7、在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表： ⑴ 此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。 ⑵ 第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选 填“大于”“小于”或“等于” 、 ） 次 数 1 2 钩码重 /N 2 5 钩码上升高度 /cm 10 5 弹簧测力计示 数/N 0.8 1.5 弹簧测力计移动距离 /cm 40 20
2、利用斜面来提升重物，若考虑摩擦，则： W 有＝G 物 h
F 表示拉力，f 表示摩擦力，L 表示斜面的长，G 表示物体的重力，h 表示斜面的高。
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2、典型例题 1、利用定滑轮提起重物，沿着如图所示方向的 F1、F2、F3 来施力拉绳子时拉力大小 的关系是 F1______ F2______ F3(以上两空选填“＝”或“≠”)，这是因为 F1、F2、 F3 的力臂________(选填“相等”或“不等”) 2、 如图所示， 重为 100 牛的物体 A 在水平拉力 F 的作用下， 沿水平面作匀速直线运动， 弹簧秤的示数为 5 牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。 则物体 A 受到水平面的摩擦力为________牛; 3、如图所示，已知物重为 G，则各图中的拉力 F 各为多少？（滑轮重及摩擦不计）
(G 物 G轮 ) n
S=nh
组装滑轮组方法：首先根据公式 n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题 目的具体要求组装滑轮 5．斜面 （1）斜面也是简单机械的一种，日常所见的盘山公路、螺丝截面、车厢上货的斜板、斧头的刃面等都是斜面。 （2）斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力，但费距离。 1、利用斜面来提升重物，若不计摩擦，则： W 有＝FL＝Gh W 额＝fL W 总＝FL
2、如图 2 所示，图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体的密度比 ρ 甲：ρ 乙
图1
= 2：1，质量比 m 甲：m 乙= 4：5。则下列说法正确的是（ 和摩擦）
） （不计绳重、轮重
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根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？ 答： ；请简要说明两条理由：① ；② ． 3、知识概括、方法总结与易错点分析 1．机械效率反映了有用功在总功中占的比例大小，它没有单位。 2．提高机械效率的力法：减少机械自身重（动滑轮重） ；减少机械的摩擦等来减小额外功。 3．由于有用功总小于总功，机械效率总小于 1。
A B
F乙
物体拉离地面时，绳端的拉力为 F1，再将 B 物体拉离地面时，绳端的拉力为 F2。已 F 甲 知两次的拉力比 F1：F2＝2：3，则将物体 A、B 拉离地面，装置的机械效率 η1：η2 ＝_______。 （不计绳重和摩擦）
G 甲 图2 乙
G
5、图 8 所示，置于水平桌面上的物体 A 重 980N，物体 B 重 588N，当 物体 B 匀速下降了 80cm 的过程中，拉动物体 A 在水平桌面上匀速移动 了一段距离；当用一水平向左的力 F 拉动物体 A 在 5s 内匀速移动 1m， 若不计动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，则（ ） A．拉力 F 为 294N，拉力 F 的功率为 58.8W B．拉力 F 为 588N，拉力 F 的功率为 117.6W C．物体 A 受到的滑动摩擦力为 294N D．绳子拉力对物体 B 所做的功为 294J 6、用如图 29 所示的滑轮提升重 4.5× 3N 的货物 A，使 A 在 2s 内匀速升高 2m。如 10 果拉力 F 的功率 P＝5kW，忽略绳重和轴摩擦。求：拉力 F 在 2s 内做的功和滑轮的机械效率。 若用此滑轮匀速提升物体 B 时的机械效率 ＝80%，求物体 B 受到的重力 GB。
②
（1） 、斜面：η=Gh/FL （2） 、定滑轮：η=Gh/FS=G/F Gh Gh G η = FS = = F2/F.2h=G/2F
Gh Gh G η = FS = = Fnh nF （4） 、滑轮组：a、竖直方向： b、水平方向：η=W 有/W 总= fh/FS= fh/F.n.h=f/nF
课 题 滑轮斜面机械效率
1、了解定滑轮、动滑轮的工作原理，知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆， 2、了解滑轮组及其工作原理 3、理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率 1.定滑轮、动滑轮、滑轮组的工作原理 2.理解机械效率，知道有用功、无用功和总功的区别，学习测量简单机械的机械效率 理解功的含义，熟练的计算功、功率、理解并运用杠杆滑轮的原理，会计算机械效率
课堂练习：
1、用图 1 所示的滑轮组拉物体 A 在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力 F＝ 3N，物体 A 的速度 v＝0.2m/s，忽略滑轮重、绳重和轴摩擦。下列说法中正确的 是（ ） A．物体 A 受到合力不为零 B．物体 A 受到的拉力为 9N C．竖直墙受到的拉力为 9N D．拉力 F 每秒钟做功为 1.8J
G
1 甲
G
乙 22
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甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为 F 甲、F 乙，它们的机械效率分别为 η 甲、η 乙．则下列关系 正确的是 B．F 甲＞F 乙 C．η 甲＜η 乙 D．η 甲 =η 乙 A．F 甲＜F 乙
龙文教育小班辅导讲义 4、用如图 6 所示的装置分别将质量为 m 和 m 的 A、B 两物体拉离地面。先将 A
4、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为 220N 的泥桶，动滑轮重为 20N，不计 滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在 5s 内将绳子匀速向上拉 6m，则泥桶上升 _____m，手拉绳子的力为____N。 5、图中要求 F 甲＝G/3，F 乙＝G/4，请画出滑轮组的绕线（不计动滑轮重） 。 6、如图 6 所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重均为 100 N，与水 平面间的摩擦力都是 30 N，作用于各绳端的拉力分别为 F1、F2、 F3.，要使物体做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（ ） A. F1=100N、F2=50N、F3=200N B. F1=30N、F2=60N、F3=15N C. F1=100N、F2=50N、F3=50N D. F1=30N、F2=15N、F3=60N 7、如图，物体 A 重 120N，在重力为 GB 的物体 B 的作用下在水平桌面上做匀速 直线运动，A 与桌面之间的摩擦力为 f。如果在 A 上加一个水平向左大小为 180N 的拉力 F，物体 B 匀速上升，则下列选项正确的是（ ） （不计摩擦、绳重及滑 轮重） A．GB=30N B．GB=90N C．f=180N D． f=90N
F=1/n（G+G 动）
；
η=G/（G+G 动）
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，同一机械提升的物重越 重，机械效率越高。 2、典型例题 1、如图 7 所示，每个滑轮均重 12N，用滑轮组拉着重 600N 的物体 A 沿水平方向匀速移动，在 40s 内物体移动了 8m，拉力 F 做的功为 1280J． （不计绳重及机械内部摩擦） ，下列说法正确的是（ ） A．拉力 F 的大小 60N B．滑轮组对物体 A 所做的有用功为 1184J C．拉力 F 的功率 32W D. 滑轮组的机械效率为 72.5% 2、如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组提起重力 G1=G2 的重物至相同的高度 h，若所用拉力 F1=F2，已知甲的机械效率 50％，则（不计绳重及摩擦） A．乙的机械效率 75％ B．乙的机械效率 80％ F2 F1 C．拉力 F1 做的功与拉力 F2 做的功之比 3:2 D．甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之 比 3:1 3、如图 2 所示，不计绳重与摩擦，且动滑轮重 G 动小于物重 G，用它们分别将物重相同的
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1 知识梳理 1、有用功：定义：利用机械时，需要做的这部分功，叫有用功，常用 W 有表示。 公式：提升重物时，W 有=Gh。沿斜面向上推物体， W 有=FS W 有 =W 总－W 额=η W 总 2、额外功：定义：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。 公式：W 额= W 总－W 有用= W 总（1－η ）=G 动 h=fL（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 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= W 有用／η 4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。 W 有用 η = W 总 公式：
A
B
8、人们利用斜面搬运重物是为了（ ） A、费力 B、省力 C、少移动距离 D、省功 9、木工师傅用斧头作为工具，是利用（ C ）能省力的原理。 A、滑轮 B、轮轴 C、斜面 6、 两颗长短、 粗细一样的螺丝钉， 一颗螺纹密些， 一颗螺 纹疏些， 用同样的螺丝刀旋动他们的时候 A ） A、 （ 。 螺纹密的要省力些 B、螺纹疏的要省力些 C、一样 7、利用斜面将货物装上汽车时，下列说法正确的是。 （C ） A、斜面越长越省力 B、斜面越短越省力 C、在货物重量和汽车高度一定时斜面越长越省力 3、知识概括、方法总结与易错点分析 1、定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小。相当于等臂杠杆； 2、动滑轮不能改变力的方向，可以改变力的大小，力作用在绳子上时，相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠 杆，力作用在滑轮上时，相当于一个阻力臂是动力臂2倍的费力杠杆。 3、滑轮组既可以改变力的方向，也可以省力，省力倍数与绳子的股数有关。 4、滑轮组绳子的股数是指连接在动滑轮上的绳子的条数。
图8
错误！未找到引用源。
7、在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表： ⑴ 此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。 ⑵ 第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选 填“大于”“小于”或“等于” 、 ） 次 数 1 2 钩码重 /N 2 5 钩码上升高度 /cm 10 5 弹簧测力计示 数/N 0.8 1.5 弹簧测力计移动距离 /cm 40 20
2、利用斜面来提升重物，若考虑摩擦，则： W 有＝G 物 h
F 表示拉力，f 表示摩擦力，L 表示斜面的长，G 表示物体的重力，h 表示斜面的高。
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2、典型例题 1、利用定滑轮提起重物，沿着如图所示方向的 F1、F2、F3 来施力拉绳子时拉力大小 的关系是 F1______ F2______ F3(以上两空选填“＝”或“≠”)，这是因为 F1、F2、 F3 的力臂________(选填“相等”或“不等”) 2、 如图所示， 重为 100 牛的物体 A 在水平拉力 F 的作用下， 沿水平面作匀速直线运动， 弹簧秤的示数为 5 牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。 则物体 A 受到水平面的摩擦力为________牛; 3、如图所示，已知物重为 G，则各图中的拉力 F 各为多少？（滑轮重及摩擦不计）
(G 物 G轮 ) n
S=nh
组装滑轮组方法：首先根据公式 n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题 目的具体要求组装滑轮 5．斜面 （1）斜面也是简单机械的一种，日常所见的盘山公路、螺丝截面、车厢上货的斜板、斧头的刃面等都是斜面。 （2）斜面与平面的倾角越小，斜面较长，则省力，但费距离。 1、利用斜面来提升重物，若不计摩擦，则： W 有＝FL＝Gh W 额＝fL W 总＝FL
2、如图 2 所示，图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体的密度比 ρ 甲：ρ 乙
图1
= 2：1，质量比 m 甲：m 乙= 4：5。则下列说法正确的是（ 和摩擦）
） （不计绳重、轮重
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根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？ 答： ；请简要说明两条理由：① ；② ． 3、知识概括、方法总结与易错点分析 1．机械效率反映了有用功在总功中占的比例大小，它没有单位。 2．提高机械效率的力法：减少机械自身重（动滑轮重） ；减少机械的摩擦等来减小额外功。 3．由于有用功总小于总功，机械效率总小于 1。
A B
F乙
物体拉离地面时，绳端的拉力为 F1，再将 B 物体拉离地面时，绳端的拉力为 F2。已 F 甲 知两次的拉力比 F1：F2＝2：3，则将物体 A、B 拉离地面，装置的机械效率 η1：η2 ＝_______。 （不计绳重和摩擦）
G 甲 图2 乙
G
5、图 8 所示，置于水平桌面上的物体 A 重 980N，物体 B 重 588N，当 物体 B 匀速下降了 80cm 的过程中，拉动物体 A 在水平桌面上匀速移动 了一段距离；当用一水平向左的力 F 拉动物体 A 在 5s 内匀速移动 1m， 若不计动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，则（ ） A．拉力 F 为 294N，拉力 F 的功率为 58.8W B．拉力 F 为 588N，拉力 F 的功率为 117.6W C．物体 A 受到的滑动摩擦力为 294N D．绳子拉力对物体 B 所做的功为 294J 6、用如图 29 所示的滑轮提升重 4.5× 3N 的货物 A，使 A 在 2s 内匀速升高 2m。如 10 果拉力 F 的功率 P＝5kW，忽略绳重和轴摩擦。求：拉力 F 在 2s 内做的功和滑轮的机械效率。 若用此滑轮匀速提升物体 B 时的机械效率 ＝80%，求物体 B 受到的重力 GB。
②
（1） 、斜面：η=Gh/FL （2） 、定滑轮：η=Gh/FS=G/F Gh Gh G η = FS = = F2/F.2h=G/2F
Gh Gh G η = FS = = Fnh nF （4） 、滑轮组：a、竖直方向： b、水平方向：η=W 有/W 总= fh/FS= fh/F.n.h=f/nF
