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1、优秀学习资料欢迎下载对“滑轮组机械效率”问题的讨论“滑轮组的机械效率”是简单机械、功、机械效率等物理知识的综合应用，此类问题涉及有用功、额外功、总功、功率等诸多概念。下面就结合自己多年的教学体会，就以下四个问题谈一些看法。一、首先要明确的几个物理概念（1）有用功是由使用机械的目的所决定的。当用滑轮组沿竖直方向提升物体时，滑轮组对物体竖直向上的拉力做的功就是有用功。若使用滑轮组沿水平方向拉物体时，滑轮组对物体水平方向的拉力所做的功就是有用功。（2）额外功是由机械克服本身的自重，相互接触物件间的摩擦阻力及绳重所做的功，而其中由于摩擦阻力及绳重所做的功是不易直接求出的，只能间接计算。（3）总功是指动
2、力对机械所做的功。一般情况下使用滑轮组做功时，动力作用于绳子自由端，但也偶有例外，因此找准动力很重要。（4）绳子的自由端和动滑轮移动的距离之间有一定的几何关系。一般情况下为：或s=nh（其中： s 是指绳的自由端移动的距离，L 是指动滑轮或物体在水平方向移动的距离，n 是动力拉动滑轮绳子的股数，h 是物体上升的高度） 。（5）由功的原理： “动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”。而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功。即： 。（6）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于或等于1，并且无单位。二、当滑轮组沿水平方向拉物体时，忽略对动滑轮的重力做功利用滑轮组沿水平方向拉物体时，总功为
3、，有用功为，若物体沿水平方向做匀速直线运动，则物体受平衡力作用，应有：FfsnL拉，而，这时滑轮组的机械效率为100%100%WfWnF有总例 1. 如图 1 所示， 用一滑轮组拉着重为8104N的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻力为车重的0.03 倍，此时要在绳端加以F=1000N的水平拉力，试求：滑轮组的机械效率为多少？若汽车移动的速度为0.2m/s ，1min 内拉力 F 做了多少 J 的功？（滑轮和绳的自重不计，绳足够长）。三、当使用滑轮组沿竖直方向拉物体时，求滑轮组机械效率的几种方法（1）考虑动滑轮自重，摩擦阻力及绳重等所有额外功的情形使用滑轮组做的总功为因为物体沿竖直方向被匀速
4、提起，则物体受平衡力作用，则有：FGsnh拉物，所以有100%100%100%WGF hWFsFNF有物拉总例 2. 用图 2 所示的滑轮组将重为1000N的重物匀速提升0.5m，人对绳的拉力是400N，求绳的自由端被拉下几米？这个滑轮组的机械效率是多少？例 3. 用图 3所示的滑轮组（不计摩擦）提升某一重物，所用拉力F 为 200N，若滑轮组的机械效率为 80% ，求：被提升物重；动滑轮重。四、讨论不同滑轮组提升相同物重时机械效率的差异和同一滑轮组提升不同重物时机械效率的变化当只考虑动滑轮自重，而不计轮轴间摩擦阻力及绳重的情形下，滑轮组的机械效率为（1）当不同滑轮组（即不相等时）提升相同的物
5、重时，由于绳子股数越多时，越大，将使滑轮组的机械效率降低。所以要根据实际需要选用合适的滑轮组，而不是一味的追求省力。（2）用同一滑轮组（即一定时）提升不同的物重时，由于额外功一定，当所提升的物重越大时，滑轮组所做的有用功越多，机械效率越高。例 4. 某同学做滑轮组机械效率的实验中，用图4 所示的甲、乙两滑轮组提升同一重物，若物重为120N，每个动滑轮重20N， （摩擦不计） ，求：通过计算比较甲、乙滑轮组的机械效率。若甲挂的重物为180N，它的机械效率为多少？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载测滑
6、轮组的机械效率1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、 3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。（1） 、请计算出后两次的机械效率，并填入表格中；(2) 、比较 1、2 两次实验，可得的结论：_ (3) 、比较 2、3 两次实验，可得的结论：_ 次数钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率/ 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1 2 4 0.1 1.6 0.3 3 4 0.1 1.1 0.5 2、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表： 表中有一个数据的记录是错误的，错误
7、的数据是_ 3 次实验中滑轮组的机械效率是_ 本次实验得到的结论是：_ 实验次数物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 18 3 6 8 2.5 24 （2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验，小红的做法是为了探究 _ 当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 _ （选填“相同”或“不相同”），理由是： _. 得到的结论是：_ _. （3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：物理量控制因素物重G/N 绳端拉力F/N 机械效率 / 较小提升速度1
8、0 4.2 79.4 中等提升速度10 4.2 79.4 较大提升速度10 4.2 79.4 在小军的实验中，你得到的结论是：_ 。3、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景下，甲表是他记录的一组数据。（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_J, 人做的总功为 _J。钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力F(N) 测力计移动距离s(m) 5 0.05 1.4 0.15 （2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是_；结合测力计放大图，可知小强的错误是 _。（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是_。钩码总重G(N) 钩码上升高
9、度h(m) 测力计拉力F(N) 测力计移动距离s(m) 5 0.05 1.4 0.15 5、在测定“各种滑轮组机械效率与物重关系”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行实验，并将数据记录在了下面表格中。实验次数钩码重 G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率/ 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 2 0.1 0.9 0.3 3 3 0.1 1.1 0.3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载（1）请你用笔画线代替绳子，根据数据组装滑轮组；并计算出后两次滑轮组的机械
10、效率。（2）就这一问题的研究，你认为她收集的数据是否充分？说明理由。6、在研究“影响滑轮组的机械效率因素”的实验中，小聪同学预设的实验过程是：用弹簧测力计测出一个钩码的重力，按照图甲组装滑轮组，静止时读出测力计的示数F1，根据=G/Fn 计算出滑轮组的机械效率1。再按照图乙组装滑轮组（动滑轮大小变化），改变所提物重，提升两个钩码，重复上述实验计算出滑轮组的机械效率2，比较得出滑轮组的机械效率高低只与物重有关。指出实验方案有哪些不足，并提出相应的改进意见。7、学校实践活动中，小明同学在探究“测滑轮组的机械效率与物重的关系”的实验中，得到了如下实验数据：（不计绳重及摩擦）实验次数物重G/N 钩码上
11、升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率平均机械效率1 2 0.1 1.5 0.2 66.7% 80.3% 2 4 0.1 2.5 0.2 80% 3 6 0.1 3.5 0.2 85.7 4 8 0.1 4.5 0.2 88.9% （1）请你指出表格中不合理的地方，并说出你认为不合理的理由. （2）聪明的小明仔细分析了实验表格，他发现了一个欣喜的结论，使用此滑轮组时拉力一定小于物重。请你对此结论进行评价 . 8、在探究“滑轮组机械效率与物重关系”的实验中，用同一滑轮组装置做了三次实验，测量的数据如下表：实验次数钩码重 G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m
12、机械效率/ 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6 2 2 0.1 0.9 0.3 74.1 3 3 0.1 1.1 0.3 90.9 右图是某公司的一幅广告宣传画：一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”。（1）请你分析上述实验数据，得出机械效率与物重的定性关系；（2）利用这个关系对这幅宣传画发表自己的评述10、 （2007 武汉）小强在测滑轮组的机械效率时，记录了如下的实验数据：（不计绳重和摩擦）（1）根据下表的数据可以计算出滑轮组的机械效率为。（2）请帮助小强画出该滑轮组的绕线方式。（3）当动滑轮重为 N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力。11、 （20
13、07 桂林）小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；斜面的机械效率与斜面的长度有关；斜面的机械效率与物体的重力有关。给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：（1）你选择的猜想是（填写序号）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载甲乙甲乙图 14 丁（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：（至少写出两种）. （3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：；
14、。12、 （2005 盐城）在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）。（1）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率= 。（2）比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知甲乙（选填：、或） 。（3）实验后小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的。你认为小强应采用的正确方法是什么？答：。13、在“ 测滑轮组机械效率” 的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验
15、，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 1 2 5 0.6 25 2 4 8 1.1 (1) 在表格的空格处，填上合适的数据(2) 在图 16 中用笔画线代替细绳组装滑轮组(3)第 1 次实验测得滑轮组的机械效率为_(4)如果将重为3N 的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在_范围内15. 小明测滑轮组机械效率的实验过程如图14 所示。小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图丁所示。（1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率（写出计算步骤）。（ 2 ）
16、 若 增 加 提 升 钩 码 的 个 数 ， 该 滑 轮 组 的 机 械 效 率（填“增大”、“不变”或“减小”）。影响该滑轮组机械效率的因素还有。16、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：（1）通过表中数据可分析出实验1是用（填“甲”或“乙” ）图做的实验，实验2是用（填“甲”或“乙”）图做的实验。（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）（3）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，滑轮组的机械效率_。（4）比较实验1 和实验 3 可得正确结论：使用同一滑轮组，_，可以提高滑轮组的
17、机械效率。17、在探究“滑轮组的机械效率与提升物体的重力大小是否有关”的实验中，所用的实验装置如图 (甲)所示。另外提供的实验器材还有：一把刻度尺、钩码(质量未知 )若干。(1)请画出记录实验数据的表格，并写出用直接测量的物理量表示的机械效率表达式。记录实验数据的表格：用直接测量物理量表示的机械效率表达：。(2)在 实 验 中 匀 速 提 升 物 体 时 ， 弹 簧 测 力 计 的 示 数 如 图 (乙 ) 所 示 ， 则 拉 力 的 大 小N。如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大了，则测得的滑轮组的机物理量1 2 3 钩码重 G （N）4 4 6 钩码上升高度h（m ）0.1
18、 0.1 0.1 绳端拉力F（N）1.8 1.4 2.4 绳端移动距离S（m ）0.3 0.5 0.3 机械效率74% 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载械效率将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。18、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。一位同学设计了如图5 所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：实验次数动滑轮重 /N 物重 /N 拉力 /N 绳子
19、的股数n 机械效率1 1 2 1 2 1 4 1.67 3 2 4 2 4 1 4 2.5 (1) 实验时，应 _、_拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由 弹 簧 测 力 计 读 出 绳 子 自 由 端 的 _ 的 大 小 ； 同 时 用_测出钩码升高的高度人。(2) 在表中填上四次实验的绳子的股数n 和机械效率。(3) 根据实验 _和_( 填、) 可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；图 5 (4) 根据实验和可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_; (5) 通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 _；(6) 要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有
20、关，应该选用_( 填“同一”或“不同”) 滑轮组，提升_( 填“相同”或“不同”) 的高度去研究。19、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所示，第 1、2、3 次实验装置分别如图27 中的甲、乙、丙所示。次数钩码重GN 钩码上升高度 hm 有用功 W有用J 测力计拉力F N 测力计移动距离 Sm总功W总J 机械效率1 2 01 02 09 03 027 741% 2 4 01 04 16 03 048 838% 3 4 01 11 05 055 （1）比较第1 次实验和第2 次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越_。（2）第 3 次实验中
21、所做的有用功是_J，机械效率是_ （3）第 3 次实验中动滑轮个数比第2 次实验多，动滑轮自重增大，使动滑轮所做的额外功_（选填“增大”或“减小”） ，因而由第2、3 次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，_额外功（选填“增大”或“减小”） 。20、做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图6 所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”？（2）分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
