重溶日月-
范文一：滑轮机械效率
滑轮组机械效率
1. 总功是动力对滑轮组做的功。
;
2. 有用功是滑轮组直接对物体做的功。如果滑轮组对物体的拉力为，使物体移动的距离为s，则，这里的当滑轮组在竖直方向上使用时大小等于物重G，当滑轮组在水平方向上使用时大小等于物体所受的摩擦力;
3. 额外功是滑轮组克服无用阻力所做的功。包括动滑轮克服自身重力、绳子的重、绳子与滑轮的摩擦阻力做的功:
4. 关系式，n为经过动滑轮的绳子的段数，h为物体移动的距离。
5. 机械效率:
掌握了这些知识之后，我们对滑轮组机械效率的计算问题进行归类。
一、滑轮组在竖直方向上使用
例1. 如图1所示的滑轮组提起重物(不计绳重和摩擦)
(1)当物重为90N时，滑轮组的机械效率为80%，绳端的拉力为多少N, (2)当被提起重物为180N时，重物上升了2m，绳端拉力做了多少功,
1
解:(1)因为，即
又
所以
(2)设动滑轮重为G”，因不计绳重与摩擦，所以:
所以
当被提起重物
做功
由此还可求出。
例2. 如图2所示，若动滑轮质量为5kg，筐及人质量为90kg，绳重及摩擦均不计，g取 10N/kg，当人拉绳使筐匀速上升10m，人的拉力为多少N,人需要做多少功,
2
解:(1)因为人与筐是一个整体，所以有5段绳拉着筐，绳子末端拉力即人的拉力等于总重的，即:
(2)
二、滑轮组在水平方向上使用
例3. 如图3所示滑轮组来拉动重物，已知绳子拉力，若此滑轮组的效率为80%，求物体受地面的摩擦力为多大,
解:设滑轮组对物体的拉力为，物体受到的摩擦力为，因物体匀速运动，所以
。设物体向左移动s”，滑轮组对小车做的有用功，
。
所以，
例4. 如图4，动滑轮对A物体的拉力为，A物体受地面摩擦力为，A匀速运动时有
，A物体向左移动，则F移动的距离
所以:
这样一分类，滑轮组机械效率问题的几种类型便一目了然，学生自然也会觉得“会者不难”了～
3
1(在不计绳重和摩擦的情况下，利用图4所示的甲、乙两
装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度(若用η、η 甲
表示甲、乙两装置的机械效率，W、W表示拉力所做的功。 乙甲乙
A(η,η，W,W 甲乙甲乙
B(η,η，W,W 甲乙甲乙
C(η,η，W,W 甲乙甲乙
D(η,η，W,w 甲乙甲乙
2.如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成.用它们分别将重物G、1
G提高相同高度 2
A.若G = G，拉力做的额外功相同 12
B.若G = G，拉力做的总功相同 12
甲 乙 C.若G = G，甲的机械效率大于乙的机械效率 12
D.用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 第7题图 3(甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的a、b两个滑轮组，
把相同物体提升了相同的高度，则两滑轮组的效率η、η及甲、AB
乙两人所用的力Fa、Fb的比分别是(不计摩擦及绳重)( )
A(2:3 2:3
B(3:2 3:2
C(1:1 3:2
D(1:1 2:3
4(平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，
如果在相同时间内通过的路程之比为3:2，则甲与乙 ( )
A(牵引力做功之比为2:3 B(牵引力做功之比为3:2
C(牵引力的功率之比为1:1 D(汽车所受的阻力之比为3:2 5(利用如图3所示装置将重为l00N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为 ( )
A(40, B(50, C(80, D(100,
6(将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后
与改动前比较 ( )
A节省了力 B(提高了功率 C(降低了效率 D(提高了效率
7(用如图3所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m，所用的
拉力是80N，下列说法正确的是 ( )
A(总功是50J，有用功是80J B(有用功是50J，额外功是20J 图3
C(总功是100J，有用功是80J D(总功是80J，机械效率是62.5%
4
8(要提高某机械的机械效率，应该 ( )
A(减小外力所移动的距离 B(减小额外功占总功的百分比
C(减小总功 D(减小外力
9(用重10牛动滑轮匀速提升重50牛的物体，实际工作时拉力F
A(可能是35牛 B(正好是30牛
C(正好是25牛 D(要看被提升物体以多大的速度上升
10(机械效率为70%的滑轮组将重为2240N货物拉起，所用拉力为800N，则滑轮组的组合
至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成( )
A(1个定滑轮，1个动滑轮 B(2个定滑轮，1个动滑轮
1个定滑轮，2个动滑轮 D(2个定滑轮，2个动滑轮 C(
11(施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高
度，改进后和改进前相比较 ( )
A(总功不变，有用功增加了 B(总功不变，额外功减少了
C(有用功不变，总功减少了 D(做的有用功减少了
12(同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低因素”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物体提升高度有关
?滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关
然后一位同学设计了如图7所示的两个滑轮组，进行 图7
对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是( )
A(? B(? C(? D(?
13(如图8所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一
楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W，机械效 1
率为η;用乙滑轮所做的总功为W，机械效率为η，若不 122
计绳重与摩擦，则 ( )
甲 乙 A(W = W η = η B(W = W η < η="" 图8="">
C(W < w="" η=""> η D(W > W η < η="">
5
14、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
37(92×10kg，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220N，船靠岸的速度是0(3m,S，(g=10N,kg)求: (1)画出滑轮组的组装图。
(2)滑轮组的机械效率。
(3)人拉绳的功率。
15、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,
33(3)动滑轮的机械效率为多少, (ρ=3×10kg/m，g=10N/kg) 石
316、如图10所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物重 10N，电动机的额定电流为 4A，电阻为20Ω;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,
6
17、有一斜面长L=8米，高h=2米，把质量m=200千克的物体沿斜面拉到顶端。若受到阻力是物重的0.1倍，求斜面的机械效率。
18、一辆汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平
4拉力F是1×10N，汽车沿水平方向匀速移动了4m，滑轮组的机械效率为80%。求:
(1)拉力F做的总功;
2)滑轮组对汽车做的功; (
(3)汽车所受的阻力。
，滑轮的机19、工人利用如图所示的滑轮组将重400N的物体匀速提升2m所用拉力为250N械效率是多少，若用此滑轮将重900N的物体竖直向上匀速提升2m，拉力在这一过程中所做的功是多少,(不计绳重和摩擦)
小明的解题过程
解:W=Gh=400N×2M=800J 有
W=FS=250N×2m×2=1000J 总
η=W/W=800J/1000J=0.8=80, 有总
//W=Gh=900N×2m=1800J 有
//W=W/η=1800J/80,=2250J 总有
答:滑轮组的机械效率是80,，拉力在这一过程中所做的功是2250J。
上述解答是否有错误,如错误，指出错误原因。
7
20、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G从200N开始逐渐1增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。
(1)每个滑轮重多少N?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?
(3)当滑轮组的机械效率为80,时，物体重多少N?
321 小刚同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m的重
3物A时(重物始终未出水面)，他对地面的压强为8.756×10Pa.已知每只鞋底与地面的接触
2面积为200cm。当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%。已知重物A重物B所受重力之比G:G,5:9，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg。求(1)物体AAB
的密度,(2)提升重物A时滑轮组的机械效率,(5分)
8
13.如图19所示，浸没在水中的金属块，体积为 2米3，重4×104牛，用滑轮组向上匀速吊起金属块(金属块始终全部浸没在水中)，至少要用多大的拉力F才行,(动滑轮及摩擦不计) 【分析】 金属块匀速上升应满足力的平衡条件。
金属块受重力、浮力、滑轮组对它向上的拉力满足G=F浮+F拉。
金属块受到的浮力由阿基米德原理来计算F浮=ρ水gV排对重物的拉力，由图可知，由3股绳子来承担，F拉=3F
【解答】F浮=ρ水gV排
=1×103(千克,米)3×9.8(牛,千克)×2米3 =1.96×104牛
金属块匀速上升，处于平衡状态，滑轮组对金属块的拉力
F拉=G-F浮=4×104牛-1.96×104牛 = 2.04×104牛
滑轮组吊起重物是由3股绳子承担，绳子自由端拉力即是每股绳上受的力。
即至少要用9.8×103牛的拉力才行。 3例5、如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2×10N，33密度为1.6×10kg,m.测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1?2.若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N,kg，问:
(1)物体出水面前，滑轮组的机械效率是多少,
(2)物体出水面后上升的速度是1m/s，牵引车拉力的功率多大, 解析:物体出水面前受浮力、拉力和重力作用，有用功是拉力所做的功.而动滑轮的重力又不知，则可以根据题中的已知条件先求出动滑轮重力，再求牵引车的拉力，最后求机械效率，此题综合性较强，须分步求解.
3G1.2，10N,33,g10N/kg，1.6，10kg/m-23物(1)物体的体积V==7.5×10m 物体在水中受到的浮力: 33-23F=ρgV=1.0×10kg,m×10N,kg×7.5×10m=750N 浮水排
设物体在水中受到的拉力为F，则有:F=G-F=1200N-750N=450N 1浮
设出水面前、后牵引车作用在绳端的拉力为F、F′，动滑轮的重力为G，则 1
450F，GN，G111,33物体出水面前有:F= ?
1200G，GN，G11,33物体出水面后有:F′= ?
450N，G11,21200N，G1 由???式得:
解得:G=300N 1
450300F，GN，N11,33根据?式得:F==250N
WFh450N有1,,WF，3h3，250N总物体出水面前的机械效率为:η==0.6=60%
1200300G，GN，N1,33(2)出水面后，绳端受到的拉力为:F′==500N 绳端移动的速度为:υ′=3υ=3×1m,s=3m,s
拉力的功率为:P′=F′υ′=500N×3m,s=1500W
9
范文二：滑轮机械效率
中小学1对1课外辅导专家
龙文教育学科教师辅导讲义
学员姓名: 朱思忆 教师:李淑楠
课 题 滑轮及机械效率
授课时间:2010年 2 月 9日
理解滑轮组，滑轮组相关的机械效率计算
教学目标
机械效率计算 重点、难点
滑轮组，机械效率的计算 考点及考试要求
教学内容
,知识要点,:
,知识要点1,滑轮组
1.滑轮:
a. 定滑轮:轴固定不动，使用定滑轮不能省力，既不能省距离也不能费距离，但可以改变用力的
方向，定滑轮实质上是一个等臂杠杆。
b. 动滑轮:随物体一起移动，使用动滑轮可以省力一半(即用力一半)，但要多费1倍的距离，
且不能改变用力的方向。动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆。
c. 滑轮组:将定滑轮和动滑轮组合起来组成滑轮组，既可以省力，又可以改变用力的方向，使用
起来很方便，但一定多费距离。
2、滑轮组省力情况及移动距离的判断
滑轮组由若干个定滑轮和动滑轮组合而成，可以达到既省力又改变力的作用方向的目的。在忽略滑轮与绳子间摩擦的情况下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几段绳子承担，提起重物所用的力就等于总重的几分之一，即(G+G)，若不计动滑轮重力，可近似认为，因此，要确定滑轮组的省力情况，关键物轮物
要弄清绳子的段数n, n应是直接套在动滑轮上的绳子段数(包括动滑轮的挂钩上)，如图所示，图甲中n为4，图乙中n为5.
省力的杠杆必定费距离，同理，滑轮组在省力的同时也会费距离，在图甲、乙两种情况下，若重物升高的
1 龙文教育?教务管理部
中小学1对1课外辅导专家 距离为h，那么作用在绳自由端的力移动的距离应分别为4h和5h。即:若，则绳子移动的距离S就是物体升高距离h的n倍。
3、如何根据需要,正确组装滑轮组?
(1)首先确定吊起动滑轮的绳子段数
确定吊起动滑轮的绳子段数n的方法有两种:?利用物重与动力的比值来确定，即;?利用动力作用点(或绳子自由端)移动的距离s与重物(或阻力作用点)移动的距离h的比值来确定，即。但无论采用哪种方法确定，吊起动滑轮的绳子段数n都应为整数，若n不为整数，在取值时应按“进位取整数”的原则取成整数。
如果滑轮组已知，如何判断吊起动滑轮的绳子段数n呢?可用“横线切割法”:在滑轮组图中的动、定滑轮之间的动滑轮上方作一横直线，将动、定滑轮分开(如图1和图2所示)，
则直线的下方与动滑轮有直接联系的绳子根数即是承担动滑轮和重物总重力的绳子段数n。
图1 图2
(2)确定定滑轮和动滑轮的个数
?根据绳子股数(n)推算出动滑轮的个数()，当n为偶数时，;当n为奇数时，。
?根据绳子股数(n)及拉力方向推算出定滑轮的个数()。
当拉力方向与物体提升方向相同时，n为奇数，则，n为偶数，则;当拉力方向与物
体提升的方向相反时，n为奇数，则，n为偶数，则。
(3)确定绳子固定端的位置，再按从内到外的顺序沿滑轮缠绕。
因为每个动滑轮要两根绳子承担，则n的奇、偶就决定绳子固定端的位置。当n为偶数时，绳子固定端要
在定滑轮组上。
【典型例题】
例1.如图所示的四个滑轮组中，图 可以省一半力，图 最费力，图 和图 用力大小一样。
2 龙文教育?教务管理部
中小学1对1课外辅导专家
例2.用下图中的几个装置匀速提升同一物体，最省力的装置是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
例3(一动滑轮(质量和摩擦均不计)拉着M向左匀速运动，此时弹簧测力计(质量可忽略)的示数为10N，如图所
/示。若在M上放一物块m，要保持M向左匀速运动，须在绕过动滑轮的绳子的自由端施加一个力F，则( )
A(M运动时受到向左的摩擦力
B(加放m前M受到10N的摩擦力
C(加放m前M受到20N的摩擦力
/ D(加放m后力F保持10N不变
例4. 如图所示的吊篮重为400N，每个动滑轮的重力为50N，定滑轮的重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里
拉住绳子不动时，人需用多大的力,
4 5 6 例5. 如图所示的装置中，重600N的人用力拉绳，使装置处于静止。装置中的滑轮A重500N，滑轮B重200N，底板C重100N。不计轴摩擦及绳重，人对底板C的压力为________N。
例6. 已知重500 N 的人站在2500 N 重的小船上,如图所示,当他用50N 的拉力拉绳时,船做匀速直线运动,则船所受阻力多大?
例6. 弹簧秤A和B及滑轮组均处于静止状态，F=10N，若不考虑秤重，滑轮重及摩擦，弹簧秤A和B的示数分别为: A.30N和30N; B.30N和20N; C.20N和20N; D.20N和30N.
4例7(一根绳子只能承担5000N的力，用它向上(下)提起1.8×10N的重物，应选怎样的滑轮组，怎样绕线,画图
3 龙文教育?教务管理部
中小学1对1课外辅导专家 ,知识要点2,滑轮组相关机械效率的计算
F
1( 如图所示，用滑轮组将重为G=1200N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属
块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1500W，金属块浸没在水中时匀速提起的
33速度为，金属块的密度为kg/m，取g=10N/kg. v,1m/s,,6，101图 . 求:(1)金属块未露出水面以前的机械效率多大. ,
(2)金属块被全部拉出水面后匀速提起金属块的速度. v2
2( 某同学利用如图所示的装置从2m深的水池池底打捞起一块实心的正方体大理石，要把大
理石从水中提起，该同学至少需要544牛的竖直向上的拉力F，则要把大理石提离水面，
33计算该同学至少要做多少功?(已知大理石的密度为2.7×10kg/m，g=10N/kg，不计滑轮重
和摩擦。)
24(某人用如图27所示的滑轮组，使质量为0.27kg的铝块从空中匀速下落到底面积为100cm的盛有水的容器中。当铝块接触水面之前，滑轮组的机械效率是54%，(不计绳重、摩擦，g取10N/kg，
33ρ=2.7×10kg/m)求 铝F (1)当铝块浸没在水中时，滑轮组对铝块的拉力为多少,
(2)铝块浸没在水中后匀速下降过程中(不接触容器底)，滑轮组的机械效率是多少, (3)若用该滑轮组将质量相等、密度之比ρ:ρ=2:3的两个实心物体甲乙放入盛有足够多水的甲乙
容器中，撤去滑轮组后，当甲、乙两物体静止后，水对甲、乙的浮力比F:F=6:5，则甲的密度甲乙
是多少, G
图27
4 龙文教育?教务管理部
中小学1对1课外辅导专家 5. 建筑工人用如图(19)所示的滑轮组向楼顶上运送建筑材料。已知两个动滑轮的总质量为20kg。当匀速提升重物时，拉力的功率为2200W，重物在12s的时间内，上升了12m; (g=10N/kg) (忽略绳重及所有的摩擦)。求:
(1)拉力所作的总功
(2)滑轮组的机械效率
6(如图26所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车以2m/s的速度匀速行驶，对绳的拉力为F，F的功率为P;当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车以6m/s的速度11143匀速行驶，对绳的拉力为F，F的功率为P。已知物体重1.2×10N，体积为0.63m，P=6P。若不计摩擦、绳重及22221水的阻力，g取10N/kg。
求:(1)被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是多少,
(2)在整个打捞过程中，滑轮组的最大机械效率是多少,
7(如图19所示，质量为70kg的工人站在水平地面上，用带着货箱的滑轮组把货物运到高出。第一次运送货物时，放入货箱的货物质量为160kg，工人用F匀速拉绳的功率为P，货箱以0.1m/s的速度匀速上升，地面对工人的支持11
力为N。第二次运送货物时，放入货箱的货物质量为120kg，工人用力F匀速拉绳，货箱以0.2m/s的速度匀速上升，12
地面对工人的支持力为N，滑轮组机械效率为η。N1与N2之比为15:19。(不计绳重及滑轮摩擦，g取10N/kg) 22
求:(1)货箱和动滑轮的总质量m;
(2)功率P; 1
(3) 机械效率η。 2
货
箱 9.用如图的滑轮组水平地拉动物体(已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N时物体以0.5m,s的速度匀速移动(求:
(1)人拉绳端的移动速度;
(2)滑轮组的机械效率。
5 龙文教育?教务管理部
范文三：滑轮机械效率
复 文 教 育
精品课程辅导讲义
讲义编号 2011春季
辅导科目: 物理 年级: 初二 课 题 滑轮机械效率 授课时间:2011年3月21日 备课时间:2010年3月
1. 理解功的概念，理解W=FS中各物理量的意义。 2. 了解功率的物理意义，知道什么是有用功和无用功及总功。 教学目标 3. 会运用公式解决滑轮组功率问题
1. 知道如何测滑轮组的机械效率
教学重点 2. 了解与机械效率有关的因素
3. 弄清机械效率的高低与作用到机械上的力和功的关系
1. 正确理解功的意义
教学难点
2. 计算中对滑轮受力分析，和各力的方向上位移的判断。
复旦名师精品课程 021-50892131 68505053 复文教育
教学内容
滑轮复习:
定滑轮的特点是:
动滑轮的特点是:
知识储备:
。 W=FS 物理意义
P=W/t=FS/t=FV
?=W有/W总
1(如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其
中所需动力最小的是( )
2(李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关
于做功的说法中正确的是( )
A(对桶所做的功是有用功 B(对水所做的功是额外功 C(对水所做的功是有用功 D(对水所做的功是总功 3(如图所示使用滑轮组提升重物时，能够提高机械效率的方法是( )
A(改变绕绳的方式 B(增加物体的提升高度
C(减少物体的提升高度 D(增加提升物的物重
4(下列说法正确的是( )
A(机械效率越高的机械做功越快 B(机械效率越高的机械做功越多 C(功率越大的机械做功越快 D(功率越大的机械做功越多
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复旦名师精品课程 021-50892131 68505053 复文教育
5(甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。则( )
A(乙升降机提升重物做的有用功较多
B(甲升降机的电动机做的额外功较多
C(甲升降机的电动机做的总功较少
D(乙升降机的电动机做的总功较少
6、关于斜面，下列说法中错误的是
A.斜面越长就越省力 B.斜面也是一种简单机械
C.省力但要多移动距离等高的斜面，斜面越长越省力
7(在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升，下面说法正确的是( )
A(滑轮组的机械效率是83.3, B(滑轮组的机械效率是66.7,
C(绳端移动速度与物体上升速度相同 D(绳端移动速度是物体上升速度的两倍
(某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬8
运，F和F做功的情况，以下判断正确的是 ( ) 12
A(两种方式机械效率一定相等
B(两种方式功率一定相等
C(两种方式所做的总功一定相等
D(两种方式所做的有用功一定相等
F 1
F 2
9(小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示)，分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η、η。下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)( ) 12
FF2 1
A(F>F，η=η 1 21 2
B(F>F，η>η 1 21 2
C(F
D(F 10、(2008达州市)在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用η，η表示甲、乙两装置的机械效率，W、W甲乙甲乙表示拉力所做的功。:( A ) A、η,η，W,W B、η,η，W,W 甲乙甲乙甲乙甲乙 C、η,η，W,W D、η,η，W,W 甲乙甲乙甲乙甲 第 3 页 共 7 页 复旦名师精品课程 021-50892131 68505053 复文教育 11.用如图所示的滑轮组提升重物，人用500N的拉力F，在20s内使重为800N的物体匀速上升了3m。不计绳重和摩擦，则人拉绳子做功的功率和滑轮组的机械效率分别是( ) A(75W 80, B(120W 62.5, C(240W 62.5, D(150W 80, 12(如图所示，用一个重为9N的动滑轮来提升物体，在实际工作中竖直向上的拉力为30N，则动滑轮的机械效率( ) A(一定等于85% B(一定大于85% C(一定小于85% D(以上情况都有可能 13(如图所示，工人用滑轮组吊起质量为40kg的箱子，工人施加的拉力为25N，箱子被匀速竖直提升了2m，不计绳重和摩擦，去g=10N/kg，则滑轮组的机械效率为( ) A(62.5, B(100% C(80, D(50, 14(工人通过右图所示的装置将物体A匀速从水中提起。已知物体A重为140N，工人自重600N，此时他对地面的压力是550N。不计水对物体的阻力、绳与滑轮之间的摩擦，以及滑轮和绳子的重力。则物体A所受水的浮力为 N。 第 4 页 共 7 页 复旦名师精品课程 021-50892131 68505053 复文教育 (巴中)15(如图所示，重为80N的物体M，在30N的拉力F作用下，以0.2m,s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧秤的示数为________N，物体受到的合力F合=________N，拉力F在5s内做的功W=________J，拉力的功率P=________W。(不计滑轮重，不计绳重，不计绳与滑轮之间的摩擦) (湘潭)16(小勇用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2m，则绳子自由端移动的距离为 m。若物体与地面的摩擦力为9N，则他所做的功是 J。如果小勇对绳的拉力F=4N，该滑轮组的机械效率为 %。 图所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用17(如 2000N的力，将重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又在水平方向移动6m。则行车在水平移动货物的过程中，货物重力所做的功是 J;在竖直提升货物的过程中，货物重力所做的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械效率为 。 18(起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用。如图所示，吊臂上的滑轮 44 组，可用F=10N的拉力将重为2.4×10N的吊板提起，如果吊板被匀速提高10m。则拉力F做功 J，滑轮组的机械效率是 。 19、如图8中，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动(如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动 物体A，使物体B以0.1m/s的2 速度匀速上升，2s内拉力F所做的功是________J((滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间2 的摩擦均不计) 第 5 页 共 7 页 复旦名师精品课程 021-50892131 68505053 复文教育 图8 精析 拉力的功W,Fs，要正确求出功，必须求出拉力和拉力移动的距离，这就和滑轮组的受力分析综合起来了。 已知:GA,50N，G,30N，v,0.1 m/s，t,2s( BB 求:W 解 A向右运动，受向右拉力F和向左的摩擦力f，A匀速运动:f,F( 1l 与B相连的滑轮上方共有3根绳子承担物重G( B 11 ? F,G,×30,10 1B33 f,F,10N 1 当A向左运动时，A受向左的拉力F和向右的摩擦力f及向右的绳子拉力F( 21 1 F,f，F(F=G,10N)，f大小不变 211B3 ? F,10N，10N,20N 2 在2s内，物体上升距离h,v×t,0.1m/s×2s,0.2m B 拉力移动距离s,3h,3×0.2m,0.6m 拉力做的功W,Fs,20N×0.6m,12J 2 答案 12J 19(工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N，动滑轮重________N;若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。 20(如图所示，动滑轮的重量是G，物体的重量是G(G<> 匀速提升h，此过程中做的有用功是 ，机械效率η= ;若提起物体的重量变为G(G>G)，提升距离仍是h，此时动滑轮的机械效率为η,则η η(选填“,”、11011“=”或“,”)( 第 6 页 共 7 页 复旦名师精品课程 021-50892131 68505053 复文教育 21(如图所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢(匀速)提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小__________(选填“也改变”或“不变”)。若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物体A所做的功为 J，功率为 W。 A (小李沿着长8m的斜面将重2000N的物体用500N的力匀速推上高1.5m的货车车22 厢，则推力所做的有用功是 J，总功是____J，该斜面的机械效率是__________。 第 7 页 共 7 页 滑轮与机械效率 知识点 1：滑轮 1、定滑轮： ①定义：中间的轴固定不动的滑轮。 ②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆 ③特点：使用定滑轮不能省力、不能省距离，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 SF(或速度 vF) = 重物移动 的距离 SG(或速度 vG) 5 使用定滑轮时，无论朝哪个方向用力，所用拉力都等于物体的重力。 ○ 2、动滑轮： ①定义：轴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：使用动滑轮能省一半的力，费一倍的距离，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）则：F= 只忽略轮轴间的摩擦则拉力 F= l1 l2 F2 F1 F2 F1 l2 l1 1 G 2 1 (G 物+G 动)绳子自由端移动距离是重物移动的距离的 2 倍 2 5 使用动滑轮时，只有动力的方向与并排的绳子平行，才能省力一半，否则动力要大于重 ○ 力的一半。 3、滑轮组 ①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 ②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向，但费距离。 ③理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力 F= 只忽略轮轴间的摩擦，则拉力 F= 倍 ④组装滑轮组方法：首先根据公式 n= 1 G。 n 1 (G 物+G 动) 绳子自由端移动距离是重物移动的距离的 n n (G物 + G动) G 或 n= 求出绳子的股数； F F 确定动滑轮的个数（n 为偶数时动滑轮个数为 n ,n 为奇数时动滑轮个数为 2 n ?1 ；根据一动配一定，偶数减一定，变向加一定确定定滑轮的个数；最后根 2 据“奇拴动偶拴定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。 4.无论是动滑轮还是定滑轮，作用在滑轮边缘上的力总是作用在滑轮轴上的力的一半。 F F G 甲 G 乙 知识点 2：轮轴 1、定义:由两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫轮轴。 半径较大的叫轮， 较小的 叫轴。 2、实质：是一个可以连续转动的杠杆。 3、特点：由于轮半径总大于轴半径，因此当动力作用于轮上时，轮轴为省力费距离杠杆； 当动力作用于轴上时，轮轴为费力省距离杠杆。 知识点 3：斜面 1.斜面是一种可以省力，但却浪费距离的简单机械。 2.斜面原理：FL=Gh 3.特点：使用斜面能省力，但是费距离。 （如盘山公路、斜坡） 机械效率： １、有用功：定义：对人们有用的功。 公式：W 有用＝Gh（提升重物）=W 总－W 额=η W 总 斜面：W 有用= Gh 2、额外功：定义：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） 斜面：W 额=f L 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 斜面：W 总= fL+Gh=FL 4、机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。 ② 公式： = W 有用 η W总 Gh 斜 面： η = FL 定滑轮： Gh Gh G = η = FS = Fh F Gh Gh G = η FS = F2h = 2F Gh Gh G η = FS = = Fnh nF 动滑轮： 滑轮组 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。 滑轮 一、选择题 1.如图 12-30 所示， 通过定滑轮匀速提升重物 G ,向三个方向拉动的力分别 为 F1、F2、F3,则三个力大小关系是 （ ） A. F1 最大 B.F2 最大 C. F3 最大 D.一样大 2． （2007?嘉兴）如图是滑轮的两种用法，以下说法中正确的是（ ） 图 12-30 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 3．如图所示的装置中，已知重物 G1=500牛，重物 G2=1200牛，在不考虑摩擦和动滑轮重力的 情况下，使重物 G1保持平衡的拉力 F 应等于（ ） A．500牛 B．600牛 C．1200牛 D．250牛 4.小明用如图 9 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．大于 0.75N B．等于 0.75N C．小于 0.75N 图9 D．等于 0.5N 5.利用两只滑轮和一根绳子，组成滑轮组将一重物水平拉动，滑轮组的装配有如图 12-31 所示甲、乙所示的两种情况，则 （ ） A.甲种情况省力 B.乙种情况省力 C.甲和乙省力情况一样 D.条件不足，无法判断 二、填空题和作图题 1.定滑轮实质是一个 ，使用定滑轮不省力，但能改变 ；动滑轮的实质是 个动力臂为阻力臂 的杠杆，根据杠杆的平衡条件，动滑轮能省 。 使用滑轮组既可以 ，还可以改变 。 2.升国旗时，人站在地面拉动绳子，能够让国旗升到旗杆的顶端，旗杆顶端的小轮是 轮。 3.如图所示，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_________，若 G=200N，不计滑轮重、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． 6.利用如图所示的滑轮组成提升重物， 已知绳子最多只能承受 200 牛顿的拉力， 为把一个重 900 牛顿的物体匀速提升 10 米高，则应如何把绳子绕在图所示的滑轮组上（不计滑轮重及 摩擦） ．此时绳子的自由端的拉力为_________． 7.如图 12-25 所示，物重为 300N，若不计摩擦和滑轮自重，则 P 钩承受的拉力是 N，Q 承受的拉力是 升__________m。 N，拉力 F 是 N。若拉力 F 移动距离为 2.4m，则重物上 8.(4 分）如图 14,用 20N 的拉力 F 匀速提起物体 A (不计摩擦） ，A 的重力为_______N.若物 体 A 在 10s 内上升 4m，此过程中拉力 F 做的功为_________J,功率为________W. 3.（2013?沈阳）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀 速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦） ，则所用拉力 F 甲____________F 乙（选填“＞”、“”、“F 乙；机械效率：η 甲F 乙；机械效率：η 甲＞η 乙 乙 乙 甲 图3 乙 3.（2009） 甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同 的高度. 两者相比,甲升降机（ ） A.电动机做的总功较少 B.电动机做的总功较多 C.提升重物做的有用功较少 D.提升重物做的有用功较多 4.如图所示用滑轮组将重 600N 的物体在 10 秒内匀速提升了 5 m，如拉力为 400N，则下列各 计算结果正确的是 （ ） A．拉力所做的功为 6000J B.机械所做的有用功为 2000J C.拉力的功率为 600W D.该滑轮组的机械效率为 75%。 7．如图所示，用此滑轮组提升重物，如果不计摩擦和绳重，则下列措施中哪一种可以提高 滑轮组的机械效率（ ） A．改变绕绳方式 C．减少提升高度 B．增加提升高度 D．增加重物的重力 二、填空题 1.如图所示，斜面长 6m，高 1m，工人用 500N 的力沿斜面把重 2400N 的箱子匀速推到车上， 推力对箱子做的功是 是 。 J，斜面的机械效率 2.如图所示的滑轮组的机械效率是 75%，物体重力为 150N．用滑轮组匀速将物体提升 2m， 所用拉力 F 为___________N． 三、解答题 1.如图 18 所示，小刚在 5s 内将一重为 540N 的物体匀速向上提起 1m，拉力 为 300N． （不计摩擦及绳重） 求：⑴小刚拉绳的功率； ⑵滑轮组的机械效率． 图 18 A 2.小明同学用如图 20 的滑轮组提土,他用 80N 的拉力把重为 120N 的土从井中匀速 提升 5m. 所花吋间为 20s.其中拉力做的功 w 随时间 t 的变化的图像如图 21. 求（1）有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)拉力的功率； (4)为了方便提土上来，在图甲中 画出滑轮组的绕线. 3.（2010） ．如图 23 所示（滑轮组的绕绳未画出） ，人以 600N 的力向下拉动绕在 滑轮组的绳子一端 10 秒，使绳端向下移动了 1.5m、重物匀速上升 了 0.5m，已知滑轮组的机械效率为 70%（g＝10N/kg） ． （1）人的拉力的功率多大？ （2）被吊起的重物质量多大？ （3）按题意画出滑轮组的绕绳． 4. (2007）图示的电动升降台机械效率是 50%，升降台用 60s 把 300kg 的重物 匀速提升 l0 m (g =l0 N/kg)．求这过程中： （1）升降台对重物做的功． （2）升降台对重物做功的功率． （3）升降台电动机做的总功． 5． （2011）如图 12，重为 3.2×10 N 的卡车，经过一段水平路面，再以 9.6×10 W 的功 率沿与水平地面成 30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为 0.5m ，斜 坡的机械效率为 80%．求卡车： (1)对水平路面的压强； （2）爬坡时的牵引力； （3）爬坡时的速度． 30° 图 12 2 4 4 浅谈如何提高滑轮组的机械效率 马关县第二中学校 胡兴良 【摘 要】任何机械都存在机械效率问题。提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义。对于滑轮组，我们可从“用滑轮组竖直提升重物，减小‘滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力’”、“用滑轮组竖直提升重物、增大重物重力”、“用滑轮组竖直提升重物，‘减小滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力’、增大重物重力”、“用滑轮组水平拉移重物，减小‘滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力’”、“用滑轮组水平拉移重物，增大平面给重物的摩擦力”、“用滑轮组水平拉移重物，减小‘滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力’，增大平面给重物的摩擦力”等方面提高其机械效率。 【关键词】提高 滑轮组 机械效率 方法 我们在使用任何机械时，机械本身都要受到重力作用，相对运动的部件之间又存在摩擦力，所以在使用任何机械做有用功的同时，都不可避免地要克服“机械本身的重力和机械上的摩擦力”做额外功，总功等于有用功加额外功。这样，任何机械都存在“有用功跟总功的比值”的机械效率问题。在生产和生活实际中，提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要的经济意义。下面浅谈几种提高滑轮组机械效率的方法，以供参考。 一、用滑轮组匀速竖直提升重物时，减小“滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力等”，可提高滑轮组的机械效率。 我们用不同滑轮组把同一重物（G）匀速竖直提升到同一高度（h）时，有用功（W有用）都等于重物重力（G）与重物上升高度（h）的积（Gh），但是由于不同的滑轮组，滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力等都不相同，致使用来克服“动滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力等”的力做的额外功（W额外）不相同。滑轮及绳子的重力越小、滑轮组上的摩擦力也越小的滑轮组，克服“动滑轮及绳子的重 力、滑轮组上的摩擦力等”所用的力做的额外功（W额外）越少，根据η=W有用/（W有用+W额外）可知滑轮组的机械效率（η）越高。因此，我们用滑轮组匀速竖直提升重物时，可以采取“改进滑轮组的结构，使它更轻巧、更合理，并经常保养，定时润滑，使滑轮处于良好的运转状态”的方法来提高滑轮组的机械效率。 二、在用同一滑轮组匀速竖直提升重物时，增大重物的重力可以提高滑轮组的机械效率。 我们用同一滑轮组匀速竖直提升不同重力（G）的重物时，即使不同重物被提升的高度（h）相同，重物重力与重物上升高度的积（Gh）也不相同，也就是所做的有用功（W有用）也不相同。与此同时，滑轮组上的摩擦力也会随着所提重物重力的不同而不同，从而使克服“动滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力等”所用的力做的额外功（W额外）不相同。这样，同一滑轮组在提升不同重力的重物时，其机械效率（η）不相同。 当我们用同一滑轮组匀速竖直提升重物的重力（G）越大，而重物被提升高度（h）不变时，重物重力与重物上升高度的积（Gh）越大，也就是所做的有用功（W有用）越大。与此同时，滑轮组上的摩擦力也随着增大，使克服“动滑轮及绳子的重力、滑轮组上的摩擦力等”所用的力做的额外功（W额外）也会随着增大。但在同一时间内，额外功（W额外）的增大没有有用功（W有用）的增大快，根据η=W有用/(W有用+W额外)可知滑轮组的机械效率（η）提高了。可见，我们在用同一滑轮组匀速竖直提升重物时，可以通过增大重物重力来提高滑轮组的机械效率。 三、用滑轮组匀速竖直提升重物时，减小滑轮及绳子的重力，给滑轮润滑以减小滑轮组上的摩擦力，同时增大重物重力等，可以更快地提高滑轮组的机械效率。 当我们用滑轮组匀速竖直提升重物时，减小滑轮及绳子的重力，给滑轮润滑以减小滑轮组上的摩擦力等都可以减小额外功（W额外）。与此同时，在重物被提升高度（h）不变时，增加重物重力（G），可以增大重物重力与重物上身高度的积（Gh），也就是可以增大有用功（(W有用），根据η=W有用/(W有用+W额外)可知滑轮组的机械效率（η）更快地提高了。可见，用滑轮组匀速竖直提升重物时，可以采用“用轻绳和重力小的滑轮来组装滑轮组，给滑轮润滑以减小滑轮组上的摩擦力，增大重物重力等”方法来更快地提高滑轮组的机械效率。 四、用滑轮组匀速拉移平面上的重物时，减小“绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等”，可以提高滑轮组的机械效率。 当我们用不同的滑轮组把同一重物在同一平面上匀速拉移相同距离（S物）时，拉重物的力与平面给重物的摩擦力（f平）相平衡，拉重物的力做的有用功（W有用）都等于平面给重物的摩擦力（f平）与重物被拉移距离（S物）的积（f平S物）。但是由于不同的滑轮组，绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等不相同，因此使克服“绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等”所用的力做的额外功（W额外）不相同，从而使不同的滑轮组具有不同的机械效率（η）。在有用功（W有用）相同时，绳子及滑轮的重力越小，滑轮组上的摩擦力越小，克服这些力所用的力做的额外功（W额外）越少，根据η=W有用/(W有用+W额外)可知滑轮组的机械效率（η）越高。由此可见，用滑轮组匀速拉移平面上的重物时，可采取“用轻绳及重力较小的滑轮来组装滑轮组，对滑轮经常保养并定时润滑以减小滑轮组上的摩擦力等”方法来提高滑轮组的机械效率。 五、在用同一滑轮组匀速拉移平面上的重物时，增大 平面给重物的摩擦力可以提高滑轮组的机械效率。 当我们用同一滑轮组匀速拉移平面上的重物一定距离（S物）时，拉重物的力与平面给重物的摩擦力（f平）相平衡，拉重物的力做的有用功（W有用）等于平面给重物的摩擦力（f平）与重物被拉移距离（S物）的积（f平S物）。平面给重物的摩擦力（f平）增大而重物被拉移的距离（S物）不变时，有用功（W有用）增大。与此同时，滑轮组上的摩擦力也随着增大，致使克服“绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等”所用的力做的额外功（W额外）也随着增大。但是额外功的增大没有有用功的增大快，根据η=W有用/(W有用+W额外)便知滑轮组的机械效率（η）提高了。因此，在用同一滑轮组匀速拉移平面上的重物时，可以采用“增大接触面的粗糙程度和接触面上的压力来增大平面给重物的摩擦力，给滑轮组加润滑剂以减小滑轮组上的摩擦力等”方法来提高滑轮组的机械效率。 六、再用滑轮组匀速拉移平面上的重物时，减小“绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等”，同时增大平面给重物的摩擦力，可以更快地提高滑轮组的机械效率。 当我们用滑轮组匀速拉移平面上的重物一定距离（S物）时，用用功（W有用）等于平面给重物的摩擦力（f平）与重物被拉移距离（S物）的积（f平S物），而克服“绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等”所用的力做的功是额外功（W额外）。在重物被拉移的距离（S物）不变时，如果增大重物对平面的压力，并把接触面弄粗糙些，这样就会增大平面给重物的摩擦力（f平），从而增大有用功（W有用）。与此同时，减小“绳子及滑轮的重力、滑轮组上的摩擦力等”，可以减小克服这些力所用的力作的额外功（W额外），根据η=W有用/(W有用+W额外)可以看出滑轮组的机械效率（η）更快地提高了。因此，我们在用滑轮组匀速拉 移平面上的重物时，可以采取“增大重物对平面的压力，把接触面弄粗糙些，减小绳子及滑轮的重力、减少滑轮组上的摩擦力等” 方法来更快地提高滑轮组的机械效率。 以上仅为本人对提高滑轮组机械效率方法的浅谈，必定会存在不足。不足之处，本人诚恳接受广大有识之士的指点。为了能更全面地分析、概括出提高滑轮组机械效率的方法，本人今后会不断加强学习，不断与广大有识之士共同探索。 参考文献: 《九年义务教育三年制初级中学教科书·物理》第一册，主编雷树人，2002年 3月印刷。 《从书·物理》,主编:云南省教育科学研究院物理组,2001年5月印刷。范文四：滑轮_机械效率
范文五：浅谈如何提高滑轮组的机械效率
