初中物理:滑轮组专题知识点及同步练习(含答案)
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2020中考复习专题滑轮组[知识回顾]使用时,滑轮的轴固1、定滑轮特点:不能省力,但能改变力的实质:是一个__________杠杆使用时,轴随一起的滑轮。
2、动滑轮特点:不考虑滑轮自重和摩擦时,可以省力;但不能改变实质:动滑轮实质是一个的杠杆。
省力情况:使用滑轮组提升重物时,若不计滑轮3滑轮组自重和摩擦,有几股绳子承担重力,绳子自由端承受的拉力就是总重的特注:统计滑轮绳子股数时,若绳子自由端从定滑轮绕出则绳的自由端不计入股数。
求滑轮的拉力F一.绳子拉力F的计算:F=G总/n ) F=)(动GGn1,G动﹦nF‐G物(n为有效绳子的数目,它的确定方法就是看动滑轮上绳子的数目。
(1)当不考虑滑轮重力时,G总等于G物.(2)当考虑滑轮重力时G总等于G物+G动。
(3)当滑轮组为水平时G总等于F阻)二.物体移动的距离h和绳子拉动的距离s的关系为:s=nh三.物体移动的速度V物和绳子移动的速度V绳的关系为:V绳=nV物专题一:滑轮----竖直方向上提升问题1、如下左图所示,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。
地面对物体A的支持力______N.2、如下右图所示,已知物重为G,则各图中的拉力F各为多少?(滑轮组及摩擦不计)3、用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如下左图所示,不计摩擦,比较拉力F1、F2、F3的大小()A、F1>F2>F3B、F1=F2=F3C、F1<F2<F3D、F2>F3>F14、如上中图所示,人对绳的自由端拉力F都相等,且物体处于静止状态,不计滑轮重和摩擦,比较四个物体重力,最大的是()A、G1B、G2C、G3D、G45.(2016绵阳)如图所示,小丽用三个均重10 N的滑轮组成的滑轮组以1 m/s匀速起吊重470 N的物体,物体上升5 m,不计绳的重力及一切摩擦,绳的拉力F=N;滑轮组的机械效率为。
6.(2017绥化,23)如图,工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上,则他所用的拉力为N,绳子自由端向下移动的距离为m.(不计绳重、动滑轮重及摩擦)专题二:滑轮-----水平方向上拉动物体1(2016玉林)如图所示,用F=50 N的力通过滑轮组水平拉重为80 N的物体,使其向左匀速运动,在这过程中拉力F做功为40 J,已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N,则物体运动的距离为______m,该滑轮组的机械效率为______。
2020春人教版八年级下册物理定滑轮、动滑轮、滑轮组知识总结与练习题(含答案)知识点一:定滑轮(1)实质:是一个等臂杠杆。
支点是转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
(2)特点:不能省力,但可以改变力的方向。
知识点二:动滑轮(1)实质:是一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径。
(2)特点:能省一半的力,但不能改变动力的方向,且多费一倍的距离。
知识点三:滑轮组(1)连接:两种方式,绳子可以先从定滑轮绕起,也可以先从动滑轮绕起。
(2)作用:既可以改变力的大小又可以改变力的方向,但是费距离。
(3)省力情况:F=(G+G动)/n;绳子自由端移动的距离s=nh,其中n是绳子的段数,h是物体移动的高度。
知识点四:轮轴和斜面(1)轮轴:实质是可以连续旋转的杠杆,是一种省力杠杆。
轮和轴的中心是支点,作用在轴上的力是阻力F2,作用在轮上的力是动力F1,轴半径r,轮半径R,则有F1R=F2r,因为R>r,所以F1<F2。
(2)斜面:是一种省力机械。
斜面的坡度越大,省力越多。
【能力提升】一、选择题1.如图所示的滑轮匀速提升重物,那么()A.F1方向的拉力最小 B.F2方向的拉力最小C.F3方向的拉力最小 D.三个方向的拉力都一样大2.使用滑轮组可以达到的目的是()A.省力而且一定能改变力的方向 B.省力但不可能改变力的方向C.省力而且能省距离 D.能省力而且也可以改变力的方向3.小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是()A.小于0.75N B.等于0.75NC.大于0.75N D.等于0.5N4.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是()二、填空题1.定滑轮实质是_____杠杆,使用定滑轮可以改变_____,但它不能省力。
动滑轮实质是_____的杠杆,使用动滑轮可以省力,但_______改变力的方向。
初中物理滑轮试题及答案一、选择题1. 定滑轮的特点是什么?A. 可以省力B. 不能省力,但能改变力的方向C. 可以省力,但不能改变力的方向D. 既不能省力,也不能改变力的方向答案:B2. 使用动滑轮可以省力,但省力的倍数是:A. 1倍B. 2倍C. 3倍D. 4倍答案:B3. 以下哪种情况下,滑轮组不能省力?A. 滑轮组中只有一个滑轮B. 滑轮组中有两个滑轮,且都是定滑轮C. 滑轮组中有两个滑轮,且都是动滑轮D. 滑轮组中有两个滑轮,一个定滑轮,一个动滑轮答案:B二、填空题4. 滑轮组的省力倍数与承担动滑轮重的绳子段数有关,当有n段绳子承担动滑轮重时,省力倍数为____。
答案:n5. 一个滑轮组由3个滑轮组成,其中2个是动滑轮,1个是定滑轮,如果不考虑摩擦和滑轮重,使用该滑轮组提升重物时,理论上可以省力的倍数为____。
答案:3三、计算题6. 一个动滑轮的轮轴半径为5cm,绳子的拉力为50N,求绳子移动1m 时,物体移动的距离。
答案:物体移动的距离为0.5m。
7. 一个滑轮组由2个动滑轮和1个定滑轮组成,绳子的拉力为100N,求提升200N重物时,绳子移动的距离。
答案:绳子移动的距离为2m。
四、简答题8. 简述使用滑轮组提升重物时,为何有时需要考虑滑轮的重量?答案:在使用滑轮组提升重物时,滑轮的重量会影响滑轮组的省力效果。
如果滑轮的重量较大,那么在计算省力倍数时,需要将滑轮的重量考虑进去,因为实际提升的总重量包括了滑轮的重量。
这会导致实际省力效果与理论计算的省力倍数有所差异。
9. 在实际应用中,为什么滑轮组的省力效果往往不如理论计算的省力倍数?答案:在实际应用中,滑轮组的省力效果可能不如理论计算的省力倍数,主要原因包括:摩擦力的存在、滑轮的重量、绳子的弹性变形以及操作过程中的效率损失等。
这些因素都会消耗一部分力,从而使得实际省力效果低于理论计算值。
初二物理滑轮组练习题及答案答案如下:初二物理滑轮组练习题及答案一、选择题1. 下列哪项是滑轮组的主要作用?A. 增大力的大小B. 改变力的方向C. 改变力的作用点D. 增大工作的效率答案:D2.下列哪个是正确的滑轮组示意图?A.\ |__|__|B.\ |____C.____|D.____答案:C3. 下列哪项是决定滑轮组工作效率的关键因素?A. 滑轮的直径B. 滑轮的质量C. 滑轮组的摩擦力D. 滑轮组的组合方式答案:D二、填空题1. 滑轮组由两个滑轮组成,一个在动,一个______。
答案:静止2. 如果要使滑轮组的工作效率更高,可以增加滑轮的______。
答案:数量3. 在滑轮组中,拉力大于重力,说明滑轮组发生了______。
答案:力的放大三、解答题1. 请解释滑轮组的主要作用是什么?答案:滑轮组的主要作用是增大工作的效率。
通过合理的布置滑轮的组合方式,滑轮组能够减小施加的力的大小,并且改变力的作用方向,从而使工作更轻松。
滑轮组能够将施加在滑轮组上的力放大,并使得作用点发生变化,使人们能够更轻松地完成工作。
2. 请列举三种常见的滑轮组的组合方式。
答案:常见的滑轮组的组合方式有以下三种:(1) 单滑轮组:由一个滑轮构成,适用于需要改变力的作用方向的情况。
(2) 力的放大滑轮组:由多个滑轮构成,适用于需要改变力的大小的情况,能够使施加的力减小,但拉力增大,适用于需要拉力较大的情况。
(3) 力的减小滑轮组:由多个滑轮构成,适用于需要改变力的大小的情况,能够使施加的力增大,但拉力减小,适用于需要拉力较小的情况。
四、解析题1. 在力的减小滑轮组中,如果给定滑轮的个数为3,拉力为50牛,重力为100牛,计算最后的拉力是多少?答案:在力的减小滑轮组中,根据滑轮的个数和力的方向可以计算出最后的拉力。
对于力的减小滑轮组,拉力可以通过以下公式计算:最后的拉力 = 拉力 / (2^滑轮个数)代入已知的数值,最后的拉力 = 50 / (2^3) = 50 / 8 = 6.25牛。
初二滑轮试题及答案一、选择题1. 一个定滑轮实质上是一个()A. 省力杠杆B. 等臂杠杆C. 费力杠杆D. 省距离杠杆答案:B2. 使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,动滑轮实质是一个()A. 省力杠杆B. 等臂杠杆C. 费力杠杆D. 省距离杠杆答案:A3. 使用滑轮组时,承担物重的绳子股数越多,越省力,但越费距离,这是因为()A. 动滑轮可以省力B. 定滑轮可以改变力的方向C. 动滑轮可以改变力的方向D. 定滑轮可以省力答案:A4. 用一个动滑轮提升重物,不计摩擦和动滑轮重,拉力F=200N,物体的重力G=1000N,则绳子自由端移动的距离s和物体上升的高度h的关系是()A. s=2hB. s=hC. s=4hD. s=5h答案:A5. 使用滑轮组时,承担物重的绳子股数n和拉力F之间的关系是()A. F= \frac {1}{n}GB. F=nGC. F= \frac {1}{n}(G+G_{动})D. F=n(G+G_{动})答案:C二、填空题6. 定滑轮的特点是:不省力,但可以改变力的方向;动滑轮的特点是:省力,但不能改变力的方向。
7. 使用滑轮组时,承担物重的绳子股数越多,越省力,但越费距离。
8. 用一个动滑轮提升重物,不计摩擦和动滑轮重,拉力F=200N,物体的重力G=1000N,则绳子自由端移动的距离s和物体上升的高度h的关系是s=2h。
9. 使用滑轮组时,承担物重的绳子股数n和拉力F之间的关系是F= \frac {1}{n}(G+G_{动})。
三、实验题10. 在“探究动滑轮是否省力”的实验中,需要测量的物理量是:(1)钩码的重力G;(2)弹簧测力计的示数F;(3)钩码上升的高度h。
11. 在“探究动滑轮是否省力”的实验中,需要测量的物理量是:(1)钩码的重力G;(2)弹簧测力计的示数F;(3)钩码上升的高度h。
12. 在“探究动滑轮是否省力”的实验中,需要测量的物理量是:(1)钩码的重力G;(2)弹簧测力计的示数F;(3)钩码上升的高度h。
物理滑轮考试题目及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 一个定滑轮实质上是一个等臂杠杆,其机械效率是()。
A. 100%B. 90%C. 80%D. 70%2. 动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆,使用动滑轮可以()。
A. 省力B. 省距离C. 改变力的方向D. 省力和改变力的方向3. 滑轮组由定滑轮和动滑轮组成,使用滑轮组可以()。
A. 省力B. 省距离C. 改变力的方向D. 省力和改变力的方向4. 一个动滑轮的机械效率是80%,若不计绳重和摩擦,使用该动滑轮提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定5. 一个定滑轮的机械效率是100%,若不计绳重和摩擦,使用该定滑轮提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定6. 一个滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,使用该滑轮组提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定7. 一个滑轮组由两个动滑轮和一个定滑轮组成,使用该滑轮组提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定8. 一个滑轮组由三个动滑轮和一个定滑轮组成,使用该滑轮组提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定9. 一个滑轮组由四个动滑轮和一个定滑轮组成,使用该滑轮组提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定10. 一个滑轮组由五个动滑轮和一个定滑轮组成,使用该滑轮组提升重物时,其机械效率将()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定二、填空题(每题2分,共20分)1. 定滑轮实质上是一个______杠杆,其机械效率是______。
2. 动滑轮实质上是一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆,使用动滑轮可以______和______。
3. 滑轮组由定滑轮和动滑轮组成,使用滑轮组可以______和______。
12.2 滑轮(解析版)考点1 滑轮及其工作特点(1)滑轮定义:周边有槽,中心有一转动的轮子叫滑轮。
因为滑轮可以连续旋转,因此可看作是能够连续旋转的杠杆,仍可以用杠杆的平衡条件来分析;(2)滑轮分类:定滑轮和动滑轮;定滑轮工作特点:(1)定滑轮使用时,滑轮的位置固定不变;定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向。
(2)定滑轮的特点:通过定滑轮来拉钩码并不省力,通过或不通过定滑轮,弹簧测力计的读数是一样的,可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。
在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便;(3)定滑轮的原理:定滑轮实质是个等臂杠杆,动力臂L 1、阻力臂L 2都等于滑轮半径,根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
动滑轮工作特点:(1)动滑轮使用时,滑轮随重物一起移动;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省12力,多费1倍距离;典例分析+变式训练考点直击(2)动滑轮的特点:使用动滑轮能省一半力,费距离;这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。
使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费了距离;(3)动滑轮的原理:动滑轮实质是个动力臂(L1)为阻力臂(L2)二倍的杠杆。
【典例1】(•阿荣旗二模)用定滑轮拉物体,不计摩擦,当沿不同方向将物体拉起时,拉力分别为F1、F2、F3,如图所示,则这三个力之间的大小关系正确的是( )A.F1<F2<F3B.F1>F2>F3C.F1=F2=F3D.无法判断【答案】C。
【分析】要解答本题需掌握:定滑轮实质上是一等臂杠杆,只改变力的方向,而不省力。
【解答】解:因为定滑轮相当于一个等臂杠杆,只能改变力的方向,而不省力,故在不计摩擦的情况下,定滑轮拉同一重物G,沿三个不同方向,用的拉力大小相等,即F1、F2、F3都等于物体的重力。
故A、B、D错误。
故选:C。
【典例2】(春•兴庆区期末)如图所示,通过动滑轮匀速提起重物G时,向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3,则这三个力大小关系是( )A.F1最大B.F2最大C.F3最大D.一样大【答案】C。
八年级物理滑轮;滑轮组同步练习一、填空题1. 使用__________滑轮不省力,但可以改变力的方向,使用__________滑轮能省一半力。
2. 定滑轮实质上是一个__________杠杆,动滑轮实质上是一个_________杠杆。
3. 如下图,滑轮A是__________滑轮,它的作用是__________,滑轮B是__________滑轮,它的作用是__________。
整个装置叫__________,它的作用是__________,假设G=200N,不计绳重和摩擦,则作用在绳子自由端的拉力F=__________N时可使重物G匀速上升。
4. 如下图,绳子与滑轮重不计,物体处于静止状态,如果m1=5kg,则m2应等于_____ kg。
5. 如下图,当弹簧测力计A的读数为5N时,弹簧测力计B的读数是N,滑轮和重物的总重为N。
6. 如下图,物体A重为20N,滑轮重为1N,绳子重不计,弹簧测力计的示数为25N,则物体B的重为N。
7. 如下图,物体重为40N,动滑轮、弹簧测力计和绳重不计,在滑轮组静止时,A、B、C三个弹簧测力计的示数分别为N、N、N。
8. 如上图所示A物体重为20N,物体受到的水平面的摩擦力为A重的0.2倍,假设不计动滑轮的重及动滑轮与绳子之间的摩擦,拉力F=N。
9. 如下图重为30N的A物体,在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,此时弹簧测力计的读数为8N,则拉力F为N,A物体受到的滑动摩擦力为N。
二、选择题10. 以下关于滑轮组的说法中正确的选项是〔〕A. 使用定滑轮能省力B.使用动滑轮可以改变力的方向C. 使用滑轮组既可以省力又可以省距离D.使用滑轮组既可省力,又可改变力的方向11. 用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,不考虑滑轮重和摩擦用这个滑轮组提起重物时〔〕A. 动滑轮半径越大越省力B. 动滑轮半径越小越省力C. 定滑轮半径越大越省力D. 用力的大小跟滑轮半径大小无关12. 如下图,用三个滑轮分别拉同一个物体,沿同一水平面做匀速直线运动,所用的拉力分别是F1、F2、F3,比拟它们的大小应是〔〕A. F1>F2>F3B. F1<F2<F3C. F2>F1>F3D. F2<F1<F313. 〔07〕同一物体沿一样水平地面被匀速移动〔如以下图〕,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轻绳间的摩擦,比拟它们的大小,则A. F甲<F乙<F丙B. F甲>F乙>F丙C. F甲>F乙=F丙D. F甲=F乙>F丙14. 〔07〕如图是滑轮的两种用法,以下说法中正确的选项是A. 甲是动滑轮,使用时不能省力B. 乙是动滑轮,使用时可以省力C. 甲是定滑轮,使用时可以省力D. 乙是定滑轮,使用时不能省力15. 学校国旗的旗杆下有一个滑轮,升旗时往下拉动绳子,国旗就会上升,对该滑轮的说法,正确的选项是〔〕A. 这是一个动滑轮,可省力B. 这是一个定滑轮,可省力C. 这是一个动滑轮,可改变力的方向D. 这是一个定滑轮,可改变力的方向16. 利用两个定滑轮、两个动滑轮一根不易折断的绳子,组成滑轮组,如果所用的拉力是100N,用这个滑轮组在不计摩擦和滑轮重力时,最多能吊起的物体的重力是〔〕A. 400NB. 100NC. 500ND. 800N17. 用滑轮组提升重物时,当绳子的自由端拉下2m,物体升高的高度是0.5m,被提升的重物的质量20kg,假设不计动滑轮重和摩擦阻力,则拉绳子的力为〔〕A. 40NB.49NC.98ND.5N18. 假设要用30N的力刚好提起40N的物体,以下简单机械中可以采用的是〔不计机械本身重和摩擦〕A. 一个定滑轮B. 一个动滑轮C. 杠杆D. 一个滑轮组19. 如下图重为20N 的物体B ,在水平拉力的作用下做匀速直线运动,这时弹簧测力计的示数为6N ,则物体B 所受到的摩擦力为〔〕A. 6NB. 12NC. 0ND. 无法确定三、作图题20. 〔2分〕如下图,请你画出利用滑轮组向下用力提起木箱的绕绳方法。
初二物理滑轮组试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 滑轮组由哪些部分组成?A. 定滑轮和动滑轮B. 定滑轮和绳子C. 动滑轮和绳子D. 动滑轮和支点2. 使用滑轮组可以省力,其省力的原因是:A. 改变力的方向B. 改变力的大小C. 改变力的作用点D. 改变力的作用线3. 滑轮组的机械效率与以下哪个因素无关?A. 动滑轮的重量B. 摩擦力的大小C. 物体的重量D. 绳子的粗细4. 滑轮组的省力比与以下哪个因素有关?A. 绳子的根数B. 物体的重量C. 动滑轮的重量D. 摩擦力的大小5. 以下哪个操作可以提高滑轮组的机械效率?A. 增加动滑轮的重量B. 减少摩擦力C. 增加物体的重量D. 减少绳子的根数二、填空题(每题2分,共10分)6. 滑轮组由________和________组成。
7. 滑轮组的省力比最大可以达到________。
8. 滑轮组的机械效率等于有用功与________之比。
9. 动滑轮实质是一个________杠杆。
10. 滑轮组的省力效果与________有关。
三、简答题(每题5分,共10分)11. 简述滑轮组的工作原理。
12. 为什么使用滑轮组可以省力?四、计算题(每题10分,共20分)13. 已知一个滑轮组由2个定滑轮和2个动滑轮组成,绳子的根数为4。
若不计摩擦和滑轮的重量,求使用该滑轮组提升100N的物体时,所需的力是多少?14. 若在上一题的基础上,考虑动滑轮的重量为20N,摩擦力为5N,求滑轮组的机械效率。
五、实验题(每题15分,共15分)15. 设计一个实验来验证滑轮组的省力效果,并简述实验步骤及预期结果。
六、结束语通过本试题的练习,同学们应该对滑轮组的组成、工作原理、省力效果以及机械效率有了更深入的理解。
希望同学们能够将理论知识与实践相结合,不断提高自己的物理学习水平。
答案:一、选择题1-5:A B D A B二、填空题6. 定滑轮动滑轮7. 绳子的根数8. 总功9. 动力臂为阻力臂两倍10. 绳子的根数三、简答题11. 滑轮组由定滑轮和动滑轮组成,通过改变力的作用线,使力的作用方向与物体运动方向一致,从而达到省力的目的。
滑轮专题一、定滑轮和动滑轮 1.定滑轮(1)定义:中间的轴固定不动的滑轮。
(2)实质:等臂杠杆(3)特点:不能省力但是能改变动力的方向。
(4)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 F (或速度v F )=重物移动的距离s G (或速度v G )。
2.动滑轮(1)定义:和重物一起移动的滑轮。
(可上下移动,也可左右移动) (2)实质:动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
(3)特点:省一半的力,但不能改变动力的方向。
(4)理想的动滑轮(不计轴间摩擦和动滑轮重力):F =2G,只忽略轮轴间的摩擦则拉力F =2动G G ,绳子自由端移动距离s F (或v F )=2倍的重物移动的距离s G (或v G )。
二、滑轮组1.定义:定滑轮和动滑轮组合在一起使用。
2.特点:使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但要多移动距离。
3.滑轮组的计算:有几股绳子吊在动滑轮上,拉力就是物体重(包括动滑轮重)的几分之一(不计绳重和摩擦)。
4.公式:F =nG(G =G 物+G 动),绳子自由端移动距离:s =nh 。
注意:组装滑轮组时,吊在动滑轮上绳子股数为n ,若n 为奇数时,则绳子的固定端挂在动滑轮上,若n 为偶数时,绳子的固定端挂在定滑轮上。
三、机械效率1.有用功:对人们有用的功,等于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。
2.额外功: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)。
3.总功: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.机械效率和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功率越大,做功越快;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,机械效率越大,有用功跟总功的比值越大。
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、减小机件间的摩擦等。
四、常考机械的有用功、总功、机械效率计算。
例题(定滑轮与动滑轮)例1:如下图所示,工人利用动滑轮在10 s内将重为100 N的重物(包括桶)沿竖直方向匀速向上提升了5m。
若该动滑轮重10 N,忽略绳与滑轮之间的摩擦,不计空气阻力,则下列说法正确的是A.提升过程中,绳的拉力F做了500 J的功B.提升过程中,绳的拉力F做功的功率是50 WC.提升过程中,绳的拉力F做了550 J的功D.该滑轮装置的机械效率是96%例2:如图所示,用10 N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2 m/s的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为 3 N。
若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的有A.B受到的摩擦力为3 N,方向水平向左B.滑轮移动的速度为0.1 m/sC.绳子拉物体A的功率为1 WD.在运动过程中若将拉力F增大到12 N,弹簧测力计的示数为4 N例题(滑轮组)例3:如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦。
若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是A.甲更省力,甲机械效率大B.乙更省力,机械效率一样大C.乙更省力,乙机械效率大D.甲更省力,机械效率一样大例4:如图,用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m,动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是A.绳子自由端拉力的功率是70WB.滑轮组的机械效率是85.7%C.提升重物的过程中所做的额外功是400JD.提升的重物变成400N时,滑轮组的机械效率将变大例题(机械效率的计算)例5用如图所示的滑轮组(甲)和(乙)将重物匀速提升相同高度.滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙,重物的重力大小分别为G甲、G乙;不计绳重和摩擦,下列说法正确的是A.若滑轮重力和绳端拉力相同,则η甲=η乙B.若钩码重力和滑轮重力相同,则η甲=η乙C.若钩码重力和绳端拉力相同,则η甲<η乙D.若G甲>G乙,η甲<η乙,甲乙的动滑轮重力无法比较例6 用如图所示的滑轮组打捞水中重为450N的物体A,使物体A匀速竖直上升2m,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为F,在水面下物体A上升的速度v A为0.1m/s,物体在水面下卷扬机的功率为50W。
已知物体A的体积V为5×10–3m3,g取10N/kg,绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。
下列说法正确的是A.动滑轮所受的重力G动为50NB.物体A在水面下,所受的浮力为100NC.物体A在水面下,滑轮组的机械效率 为80%D.卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力为F为300N习题1.下列关于简单机械的说法中正确的是A.越省力的机械,机械效率越高B.吃饭时,筷子是个省力杠杆C.做功越快的机械,机械效率越高D.用滑轮组竖直吊起货物的机械效率与动滑轮的重力有关2.如图所示,定滑轮重2N,动滑轮重1N,物体A在拉力F的作用下,1s内将重为8N的物体A沿竖直方向匀速提高了0.2m,如果不计绳重和摩擦,则以下说法正确的是A.绳子自由端移动速度为0.6m/sB.滑轮组的机械效率为80%C.拉力F的功率为1.8WD.拉力F的大小为3N3.如图所示的滑轮组,用F=30N的拉力,拉动水平地面上重为300N的物体,使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N,在此过程中,下列说法正确的是①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75%④A点受到的拉力为300NA.①④B.②③C.①③D.③④4.小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率.下表是她设计的实验数据记录表格及所测的数据:小红在实验中所用动滑轮的重量最有可能是实验序号物重G/N 物体上升高度h/cm 手的拉力F/N 绳端移动的距离s/cm1 2 10 1.0 302 3 10 1.4 303 6 10 2.5 30A.0.9N B.1N C.1.2N D.1.5N5.如图,欢欢通过滑轮组施加拉力F作用,把重为50N的物体A在0.5s内水平匀速拉动了1m,物体A与地面间的滑动摩擦力为7N,此过程中滑轮组的机械效率是87.5%,下列物理量计算正确的是A.拉力F为4NB.绳子自由端移动的速度为6m/sC.拉力F做功为7JD.拉物体A的绳子的功率是3.5W6.如图所示,小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起,每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升,且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。
当吊起质量为270kg的重物A时,牵引车对绳的拉力为F,滑轮组的机械效率为90%,取g=10N/kg。
下列说法正确是A.拉力F 的大小为800NB.2s拉力F做的功为2000JC.动滑轮所受的重力为500ND.拉力F的功率为1200W7.工人利用图所示的滑轮组,将重180 N的物体竖直向上匀速提起2 m,用时5 s。
所用拉力F为80 N(不计绳重和摩擦)。
以下相关计算正确的是A.有用功是400 JB.动滑轮的重力为60 NC.拉力F的功率为72 WD.动滑轮的机械效率为75%8.为了探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳的绕法有关,根据探究目的测算出如图所示的滑轮组的机械效率后,请你在图乙中画出下一步实验所需的组装图。
9.某剧组为拍摄节目需要,设计了如图20所示的拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动,请在图20中画出:(1)杠杆所受拉力的力臂L1;(2)杠杆所受阻力F2的示意图.10.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.(1)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法_______(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到_________对滑轮组机械效率的影响。
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4 次实验数据,请将表中的两个数据填写完整。
实验次数钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η1 4 0.1 2.7 0.2 74%2 4 0.1 1.8 0.3 74%3 8 0.1 3.1 0.3 86%4 8 0.1 2.5 _____ _____(4)通过比较________两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)(5)通过比较__________两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.(填实验次数的序号)(6)通过比较3、4 两次实验数据可得出结论:__________例1【参考答案】C【详细解析】有用功W 有用=Gh=100N×5m=500J ,额外功W 额=G 动h=10N×5m=50J ,拉力做功为总功W 总=W 有用+W 额=500J+50J=550J ,故A 错误,C 正确.拉力做功的功率P=W/t=550J/10S=55W ,故B 错误.机械效率η=W 有用/W 总=500J/550J=91%.故D 错误。
故选C 。
例2【答案】BC【解析】A .物体B 静止,处于平衡状态,水平方向上受到向左的拉力和A 给它的右向的摩擦力的作用,由平衡条件得:B 受到的摩擦力f =F =3 N ,方向水平向右,故A 错误;B .由图可知,F 作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A 的移动速度为0.2 m/s ,所以动滑轮的移动速度为0.1 m/s ,故B 正确;C .由图可知,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F 的一半,是5 N ,P =Wt=Fv =5 N×0.2 m/s =1 W ,故C 正确;D .测力计对B 的拉力与A 对B 的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中,若拉力增大到12 N ,由于B 和A 之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,仍为3 N ,故D 错误。
例3【参考答案】B【详细解析】由图可知,作用在乙上绳子的股数是3,更省力些;用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦,只克服动滑轮重做额外功,若每个滑轮质量相同, 则提升相同高度时,甲乙所做的有用功和额外功均相同,故机械效率一样大。
故本题正确选项是B 。
例4 【答案】B【解析】根据图示可知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力:F=1/2(G+G 轮)=1/2(600N+100N )=350N ,拉力端移动距离:s=2h=2×2m=4m ,总功:W 总=Fs=350N×4m=1400J ,拉力的功率:P=W 总/t=1400J/10s=140W ;故A 错;有用功:W 有用=Gh=600N×2m=1200J ,滑轮组的机械效率:η=W 有/W 总=1200J/1400J≈85.7%,故B 正确;提升重物的过程中所做的额外功:W 额=W 总﹣W 有用=1400J ﹣1200J=200J ,故C 错;(4)当提升重物的重力减小为400N ,做的有用功就变小,而额外功几乎不变,有用功和总功的比值变小,故滑轮组的机械效率变小,故D 错;故应选B 。