浙教版九年级科学上册 3.4滑轮组机械效率计算专题-2

1 滑轮组机械效率计算专题 一、复习目标： 1、了解滑轮组的特点 2、会解答简单的关于滑轮组机械效率的计算 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η=_____________. 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= 。功率的计算公式 P= = 。 3、计算机械效率的公式是 。 三、跟踪练习： 1、如图所示，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”）。 2、如图所示，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) 3、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 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 4、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 D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高 5、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。 6、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 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）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： 2 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 2 0.4 0.2 0.2 100% （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___________________ _____ (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） 7、如图所示，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.求： （1）拉力 F；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率. 8、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7．92×103kg，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。 9、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？ （3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg） 3 10、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 103N，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？ 11、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 100g， 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 。 12、用如下图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？此时滑轮组的机械效率是多少？ 13、用如图 3 所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力 F1 为 1200N，若此时滑轮组的机械效率为 80%，物体速度为 1m/s． ①拉绳的速度是多少？ ②拉绳的力 F 至少为多大？ ③拉力的功率是多少？ ④如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行性建议． 14．用图 1 所示装置提升重为 900 牛的物体 A，加在绳自由端的拉力大小为 400 F1 F 图 3 4 牛时恰好可以使物体匀速上升,(不计绳重和摩擦)．求：（1）求此时滑轮组 的机械效率；（2），求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为 1200 牛，此时滑 轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力 才能将物体匀速拉起？ 15．用动滑轮将重为 80 牛的物体匀速提升 2 米，拉力做功 200 焦．不考虑绳重 和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升 200 牛的重物，拉力的功率为 11 瓦，则重物上升的速度是多大？ 16．一个人用滑轮组匀速提升重 G=128N 的物体，滑轮组的机械效率为 80%，在 4s 内人用 F=40N 的力使绳端移动 4m．（1）求出绳子的股数 n；（2）算出有 用功的大小和总功功率． 17．如图 4 用 40 牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械 效率为 75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最 大拉力为 50 牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？ 18．如图，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重 G1 与 G2 之比 为 2 : 1，甲滑轮组中动滑轮重 G 动甲与 G1 之比是 1 : 5，乙滑轮组中 两个动滑轮总重 G 动乙与 G2 之比是 3 : 5（不计绳重与摩擦），求：1） 甲、乙两个滑轮组的机械效率之比？（2）用在绳子自由端的拉力 F1 与 F2 乙、之比？ 5 19．用图 3 所示滑轮组拉着一重为 100 牛的物体 A 沿水平面做匀速运动，所用拉 力 F 的大小为 40 牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体 A 所受的 摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为 80%，求：物体 A 所受的摩擦力． 20．如图，用滑轮组拉着重为 600 牛的物体沿水平方向向右匀速移动了 8 米，拉 力 F 做的功为 1280 焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小； （2） 若动滑轮重为 12 牛，机械效率为多少？ 21.如图所示装置，物体 B 所受重力为 GB，物体 A 在物体 B 的作用下在水平桌面 上向右匀速运动。小红用一个水平向左的力拉物体 A，使物体 B 以速度 v 匀 速上升，此时滑轮组的机械效率为η1；若将一个质量和体积都与物体 B 相 同的物体 C 系在物块 B 下端，小红用另一个水平向左的力拉物体 A，使物体 B 和 C 一起以 2v 的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2。η1：η 2=4：5，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦， 求（1）η2-η1 是多少？ （2）第二次水平向左拉物体 A 时，拉力的功率是多少？ 解题时还应注意有关的几何关系。 如果使用滑轮组提升重物时，若重物升高 hm，承拉重物的 绳的股数是 n 股，则绳自由端移动的距离 s=nh，动力 作用的绳端移动的速度是重物上升速度的 n 倍。如果使 用滑轮组沿水平方向拉物体时，若物体移动 lm，随担 物体与水平面间的摩擦力的绳的股数是 n 股，则绳自由端移动的距离 s=nl， 动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的 n 倍 B A