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1、滑轮组及机械效率计算专题导学案一、复习目标：1.了解各简单机械杠杆、滑轮、斜面的特点。2.要做到容易解答简单的关于机械效率的计算。3.学会关于机械效率的综合计算。二、知识储备：1.对于简单机械来说，提升重物时，克服_所做的功为有用功，实际拉力做的功为_。那么机械效率的计算公式可写作_。2.在力学中，功包含两个必要的因素分别是_和_，计算功的公式W_。克服重力做功的公式为W_，克服阻力做功的公式为W_。3.计算机械效率的公式是_。三、典例解析：1.简单的有关滑轮组的机械效率的计算例题：用如图1所示滑轮组将重6102N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2103J，所用的时间为20s。求：（1）有用
2、功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。跟踪练习：图2F1.如图1是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，重物的质量为200g，每个滑轮的质量都为50g，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升10，则人的拉力大小为_N，有用功为_J，额外功为_J，机械效率为_。2.用如图2所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？（2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率是多少？0.2m图32.有关斜面的机械效率的计算例题：如图3所示。斜面长1m，搞0.2m；将10
3、N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：（1）斜面的机械效率是多少?（2）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?（3）为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：A.以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端 B.以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端C.改用光滑的、板长和高度均不变的斜面其中建议_（填番号）可以达到目的；理由是：_图5图4F=50N跟踪练习：1.如图4所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F50N，则该装置的机械效率为_。2.如图5所示，将体积为2.010-3m3的木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的
4、示数为4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为30cm。求：（1）松木块的重力。（2）斜面的机械效率。（g10N/kg，木0.5103kg/m3）3.关于机械效率的综合计算图6例3：一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图6所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：（1）石块受到的浮力为多少？（2）绳的自由端拉力做功为多少？（3）动滑轮的机械效率为多少？（石3103kg/m3，g10N/kg）图7达标测试1.如图7所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为_；若不计
5、摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。图图92.一人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上。如图8，汽车车厢高度h1.5m，斜面长度s3m，现用力F沿斜面把重箩筐G1800N的重物匀速拉到车上。若不计摩擦，拉力F为_N；若实际拉力F1200N，则该斜面的机械效率是_。3.如图9所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在2s内拉力做的功是_，滑轮的机械效率是_（不计滑轮重力）4.下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ）A.功率大的机械，做功一定多
6、B.做功快的机械，功率一定大C.效率高的机械，功率一定大 D.做功多的机械，效率一定高5.关于机械效率，下列说法正确的是（ ）A.有用功越大，机械的机械效率就越高 B.额外功越大，机械的机械效率就越低C.总功越大，机械的机械效率就越低图10D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高6.甲乙两机械，甲的机械效率是70、乙的机械效率是50，下列说法中正确的是（ ）A.使用甲机械做功省力 B.甲机械做功快C.相同时间内，甲机械完成的功多 D.乙机械的额外功在总功中占的比例大7.小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图10所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。（1
7、）小红_向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N，同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：钩码重（N）弹簧测力计提升的高度（m）有用功（J）总功（J）机械效率20.40.20.2100%（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因_图11（3）该滑轮组的机械效率实际为_。（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将_（选填变大、变小、不变）。8.如图11所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升。
8、求：（1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率。图129.如图12所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重103N，电动机的额定电流为4A，电阻为20；电动机正常工作时，作用在绳子上的拉力为500N，l分钟内将货物匀速提升了6m。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）电动机的额定功率是多少？10.某人在河岸上，借助岸边的大树， 利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸。已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的（滑轮和拉绳自重不计），船的总质量为7.92103kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0.01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是2
9、20N，船靠岸的速度是0.3m/s（g10N/kg）求：（1）滑轮组的机械效率；（2）人拉绳的功率。滑轮种类及结构装置图动力F移动距离sF与物体移动距离h （s物）的关系力F与物体重力G物（或物体所受摩擦力f关系）及动滑轮的重力G动关系有用功W有用功总功W总功机械效率定滑轮sF=s物1.F=G物（不计机械摩擦）2.FG物（考虑机械摩擦）W有用功 =G物hW总功 = Fs=W有+W额=G物h +G动h=f s物+W额=100%=100%=100%=100%sF=s物1.F=f（不计机械摩擦）2.Ff（考虑机械摩擦）W有用功 = f s物动滑轮及滑轮组sF=n s物 （n=2）1.F=G物/2 （
10、不计摩擦及机械重）2.F=（G物+G动）/2 （不计机械摩擦）W有用功 = GhsF=n s物（n=2）1.F=f /2 （不计摩擦及机械重）2.Ff/2 （不计机械重）W有用功 = f s物sF=n s物（n=3）1.F=G物/3 （不计摩擦及机械重）2.F=（G物+G动）/3 （不计摩擦）W有用功 = GhsF=n s（n=3）1.F=f/3 （不计摩擦及机械重）2.Ff/3 （不计机械重）W有用功 = f s物特殊装置sF=h（n=2）1.F=nG物（不计机械摩擦及机械重）2.F=nG物+G动（不计摩擦）W有用功 = GhsF=s （n=2）1.F=n f （不计摩擦及机械重）2.Fn f （考虑摩擦）W有用功 = f s物
