滑轮组机械效率计算复习

1、使用机械时，对完成工作任务有用的功叫做______额外功有用功总功机械效率2、对于额外负担所不得不做的功叫______，3、有用功和额外功之和叫做____。4、有用功与总功的比值叫_______。课前热身一、基本概念1.下列关于机械效率的说法中正确的是()A.做功多的机械，机械效率一定高B.单位时间内所做的功越多，机械效率越高C.使用任何机械的目的都是为了省功D.使用任何机械，它的机械效率总小于1D热身训练2、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。DW总=FsG物F拉W有=F拉hW有=G物hFShGWWη物总有GnFS=nh基本公式不计摩擦和绳重nG动物GFW有用=G物hS=nhW有用W总=W有用W总=W总＝(G物+G动)h=G物G物+G动=G物h(G物+G动)h物自nvv1、W有为滑轮组对物体的拉力所做的功。（一般从滑轮组直接对物体施加的力入手）2、W总为动力对滑轮组所做的功。（一般从动力为人手处入手）FF拉F拉WGhGhGWFsFnhnF有用总小结：有用功和总功的寻找方法比较下列物体被拉动方式是否相同？F类型1：用竖直滑轮组在空气中提起重物W有用W总=W有用W总==G物G物+G动=G物hFs二、滑轮组的机械效率不计摩擦和绳重FShGWWη物总有GnF如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m为在水中提升物体的力高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是____、____、____.300J90％F物270N1m100NGWGhGhGWFsFnhnF有用总270J拓展：用下图所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。使用这个滑轮组，匀速提升质量是600kg的物体，机械效率是80%，对滑轮组做功的总功率是7.5kW，则拉力F和重物上升的速度各是多少？（取g=10N/kg）F物600kg7.5kWG解：G=mg=600kg×10N/kg=6000N由得WGhGhGWFsFnhnF有用总3.6N1.2N40.75GFn6000N3×80%=2500NV总=P总F总=7.5×103W2500N=3m/s1m/sV物=V总n3m/s3==FvtWp总由得类型2：水平方向拉拽重物的滑轮组•有用功：•总功：•机械效率自总FsW物有fsWnFFWWfsfs自物总有用物自nss物自nvv2、如下图所示，用一动滑轮拉一物体在水平面上匀速运动的距离是L，物体受到的摩擦力为f，水平拉力为F，则动滑轮所做的有用功W有用=___，总功W总=____它的机械效率为____（不计滑轮重力）nFfFnLfLFsfLW＝总有WfL2FLF物fLFf2Ff如图所示，小刚用如图所示的动滑轮，拉着物体M以0.5m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，物体重20Ｎ，它受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5Ｎ。2s内拉力做的功是_________________Ｊ，该动滑轮的机械效率是_________________。80％5解：v绳=2v物=2×0.5m/s=1m/sW总=FS=Fvt=2.5N×1m/s×2s=5Jη=W有用/W总=fS物/FS绳=f/nF=0.2×20N/(2×2.5N)=80%热身训练f类型3：水中竖直方向提升重物的滑轮组动动总有用GGGhGhGhGWW•有用功：•额外功：•总功：•机械效率h动额外GWnFFGWWGnhh总有用FnhFsW总hGW有用FGG训练2：利用图所示装置,把质量为30kg、密度为3×103kg/m3的薄石块从水面下4m处拉出水面后,再提升了10m,动滑轮重为40N(不计绳重与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都匀速,g取10N/kg).求:石块离开水面前与离开水面后,这个装置的机械效率分别是多少?F(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变，结果保留一位小数).TF浮Gη1=T/F•n=T/（T+G动）=200N+40N=83.3％F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100NT=G-F浮=300N-100N=200N解：V排=V石=m/=30kg/m3×103kg/m3=0.01m³例3：利用图所示装置,把质量为30kg、密度为3×103kg/m3的薄石块从水面下4m处拉出水面后,再提升了10m,动滑轮重为40N(不计绳重与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都为匀速,g取10N/kg).求:石块离开水面前与离开水面后,这个装置的机械效率分别是多少?F(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变，结果保留一位小数).TGT=G=300Nη2=T/F•n=G/(G+G动)=300N/（300N+40N）=88.2％总结：滑轮组机械效率计算方略•分清类型→注意对应→准确计算。•通常不变的量是动滑轮重。小结：nFFGWWGnhh总有用动动总有用GGGhGhGhGWWnFFGWWGnhh总有用(4)水中拉升物体为在水中提升物体的力G3、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％.若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库.求过程中:（1）人做的有用功为多大？（2）人的拉力为多大？（3）人拉力的功率为多大（g取10N/kg）×（2）若动滑轮的重为12N（不计绳重及摩擦），计算滑轮组的机械效率.5、如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内物体移动了8m，拉力F做的功为1280J．求:（1）拉力F的大小及拉力的功率；GNf8m1280J等时性40s额外功12N8m解（1）拉力F移动的距离s＝2×8＝16（m）拉力做的功W＝Fs，所以F＝161280sW＝80（N）拉力的功率P＝401280tW＝32(W)（2）克服动滑轮重所做的功（额外功）W额＝G动h＝12×8＝96（J）滑轮组的机械效率η＝J1280J96J1280总额总总有＝92.5%热身训练如图是用滑轮组提起重物的装置示意图。物体重G=6×104N，滑轮组的机械效率为80％，拉力F的功率为2.5KW。要把重物匀速提升1m，求：（1）有用功和额外功分别是多少？（2）需要的拉力F为多大？（3）需用多长时间？W有=Gh=6×104N×1m=6×104JW总=W有/η=6×104/80％=7.5×104JW额=W总-W有=1.5×104JF=W总/s=W总/nh=2.5×104Nt=W总/P=7.5×104J/2.5×10³W=30s训练：用如图所示的滑轮组匀速提升200N重物，已知动滑轮的重力为40N，物体上升2米。(忽略绳重和摩擦）求（1）拉力F的大小？（2）有用功为多大？（3）总功为多大？（4）该滑轮组的机械效率？F=(G+G动)/n=80NW有=Gh=400JW总=Fnh=480J83.3％