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1、九年级物理专题九年级物理专题 机械效率计算机械效率计算 （一）知识链接 1. 滑轮及滑轮组1定滑轮 F=G 物；物；S=h【说明 F：绳子自由端受到的拉力；G 物：物体的重力；S：绳子自由端移动的距离；h：物体升高的距离 】2动滑轮 F=G 物物/2(不考虑动滑轮重、摩擦)；F=（G 物物+G 动）动）/2（考虑动滑轮重，不考虑摩擦） ；S=2 h【说明：G 物：物体的重力；G 动：动滑轮的重力 】3滑轮组 F = G 物物/ n（不考虑摩擦和动滑轮重） ；F =（G 物物+ G 动）动）/ n （只考虑动滑轮重，不考虑摩擦） ；F=W 总总/s（摩擦和动滑轮重都考虑）S=nh 【说明：n 是
2、作用在（通过）动滑轮上绳子股数 ； h 是物体移动的距离，S 是绳子自 由端移动的距离。 】 2.功 W = F S ；W= P t 1J = 1Nm = 1Ws 3.功率 P = W / t ；P= F 4. 机械效率 有用功 W 有用有用 = G 物物 h W 有用有用= W 总总 W 额；额；W 有用有用= W 总总 额外功 W 额额 = W 总总 W 有有 W 额额= G 动动 h（忽略摩擦） ；W 额额= f L（斜面） 总功 W 总总= W 有用有用+ W 额额 ；W 总总= F S （斜面（斜面 W 总总=FL） ；W 总总= W 有用有用 / 机械效率 = W 有用有用 / W
3、 总总 （= W 有用 / W 总= G 物 h / Fs）=G 物物 /n F说明说明：滑轮组不计摩擦和绳重，； F =（G 物物+ G 动）动）/ n 例题：例题：1. 如图甲所示的滑轮组（绳重、摩擦忽略不计） ，将一个重 78N 的铁块 A 匀速 提升 2m，拉力 F1做功是 200J，求：（1）该滑轮组的机械效率。 （2）若将铁块 A 置于 水中，如图乙所示，仍用该滑轮组将其在水中匀速提升，机械效率是多少？若提升 2m，则拉力 F2做了多少功？（不计水的阻力） （ 铁=7.8103kg/m3 g 取 10Nkg）甲 乙 答案：(1) W 有有= Gh=78N2m=156J1=W1 有有
4、 /W1 总总=156J/200J=78 (2)s=2h=22m= 4m F1=W1 总总/s=200J/4m=50N 由由 F =（G 物物+ G 动）动）/ n 得：得：G 动动=nF1- G 物物=250N-78N=22N V 铁铁 =G/ 铁铁 g=78N/(7.8103kg/m310Nkg)= 10-3 m3 V 排排= V 铁铁=10-3 m3 F 浮浮 = 水水 g V 排排 =1.0103kg/m310Nkg10-3 m3=10N G 水中水中=G-F 浮浮=78N-10N=68N 2=W2 有有/W2 总总= G 水中水中/ (G 水中水中+ G 动动)=75.6% F 2=
5、（G 水中水中+ G 动）动）/ n=（68N+22N）/2=45N W2总总= F2s =45N4m=180J练习题： 1.关于机械效率，下列说法中正确的是（）A.机械效率越大，表示机械做功越多 B.功 率越小的机械，机械效率一定越低 C.机械效率越高，一定越省力 D.无论机械效率高 低，机械都不能省功 2.将一动滑轮改为定滑轮使用时，与使用该动滑轮比较，在相等时间内把同一物体匀速 提高到同一高度，一定（） A.提高了机械效率 B.节省了力 C.提高了功率 D.改变了动力的方向 3.小明同学总结“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想， 斜面的机械效率跟：A斜面的倾斜
6、程度有关；B斜面的粗糙程度有关；C斜面的 长有关；D物体受的重力有关小刚同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方 案并进行了探究，下表反映了他的探究过程 （参看图，表中两次实验所用斜面是 相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）实验 次数斜面 角度斜面粗 糙程度物重 G/N斜面高 度 h/m沿斜面拉 力 F/N斜面长 s/m有用功 W有/J总功 W有/J机械效 率(%)37粗糙20.61.711.21.737较光滑 20.61.411.28645粗糙20.71.811.41.878 （1）请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据 （2）通过对比实验、数据，可验证猜想 （填写字母） ； 通过对比
7、实验、数据，可验证猜想 （填写字母） ； （3）通过对比实验、数据，可以得出的探究结论是：当斜面 的倾斜程度相同时，斜面的越 ，斜面的机械效率的值越大； 通过对比实验、数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗 糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率的值越 （4）若要验证猜想 D，应控制斜面的 和 相同 （5）此实验主要用到的研究方法是_ 4.在“测滑轮组机械效率”的实验中（均不计绳重和摩擦） ，小明用同一滑轮组进行了两 次实验，部分实验数据如下表所示：序号钩码重 G/N钩码上升的高 度 h/cm弹簧测力计的 示数 F/N弹簧测力计移 动的距离 S/cm 135215 26515 根据小
8、明的实验数据在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。 第一次实验中测得滑轮组的机械效率为_。 请将表格中空格处的数据补充完整。 若绕滑轮组的细绳能承受的最大拉力为 10N，则该滑轮组效率最高可达 _。5.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表，实验装置 如图 10 所示.(1)通过表中的数据可分析出实验 1 是用_图做的实验; (2)通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时， 动滑轮的个数越多(动滑轮的总质量越大)，滑轮组的机械效率越_ (填“高”或“低”)；(3)再用实验 1 使用的装置图作第 3 次实验，在表中把实验 3 的数据补充完整; (
9、4)对比实验 1 和实验 3 可以得出结论： _。 6.张强同学利用如图所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重 和摩擦。如果所送货物重 G 从 200N 开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉 动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重 力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题： （1）每个滑轮的重是多少？ （2）绳子能承受的最大拉力是多少？ （3）当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效 率是多少?7.某人站在岸上利用滑轮组使停泊在水中的船匀速靠岸，已知滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成（滑轮重不计） ，如图所示，船重 1.02，船移动时受到水的阻力是船重的 0.01 倍，人水平拉绳的力为 240N，船靠岸的速度为 0.72km/h。求（1）滑轮组的机械效率。 （2）人拉绳子的功率及人对船做的有用功率。8.体重为 600N 的小雨使用如下图所示的滑轮组提升重物，已知动滑轮重 100N，当匀 速提升体积为 0.02 m3的重物（重物始终未出水面）时，他对地面的压强为 6103Pa， 已知鞋底与地面的总接触面积是 410-2 m2，不计绳重和摩擦，求：（1）重物受到的浮 力多大？（2）重物没离开水面时，人的拉力多大？（3）提升重物离开水时，滑轮组 的效率多大？
