机械效率复习公开课终极-(1)

2017年物理专题复习滑轮组的机械效率的计算考情分析机械效率的计算是全国各地中考命题的一个热点，常以杠杆、滑轮组为背景进行考查，多在填空题、计算题中出现，涉及的知识点有功及功率的计算。1、滑轮组的特点及其应用（1）判断承担绳子股数的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，与动滑轮相连接的绳子的股数，即承担重物绳子的股数，如图所示：考点梳理如图，每个滑轮重10N，物体A重80N，不计绳重和摩擦，整个装置处于静止（匀速）状态，求绳子的拉力F。（2）省力的判断方法：滑轮组有几段绳子承担物重，则提起物体所用的力就是物重的几分之一，即F=（G物+G动）（3）上图中有五段绳子承重，重物上升h的高度，那么绳子的自由端就要移动5h的长度，所以当重物有几段绳子承重，那么绳子的自由端移动的距离就是重物上升高度的几倍，即s=nh。1n例题、(2015广东省)如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子移动的距离为________m，人对绳子的拉力为________N，(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)。…………三种功概念计算方法有用功为了达到目的而必须做的功W有＝___________额外功我们不需要但又不得不做的功W额＝G动h(适用于滑轮且不考虑摩擦)总功有用功和额外功______W总＝________G物h(或fs)之和W有＋W额2、认识机械效率认识“机械效率”定义有用功跟总功的_____，用符号____表示公式______________说明机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总______总功，故机械效率总_____意义机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量，但机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关（续表）比值ηη＝W有W总小于小于1例题、用图所示的滑轮组将90N的物体匀速提高2m，所用的拉力是50N．求：滑轮组的有用功、总功、机械效率是多少？2、①额外功是多少？哪些属于额外功？②如果忽略绳重和摩擦，G动？③还有其他算G动的方法嘛？3、已知F=50N，G=90N求机械效率？4、已知G=90N，G动=10N求机械效率？5、如果所用时间为2s，求拉力的功率P，有用功的功率？知识点一：×100％知识点二：1、W额=G动h（忽略绳重和摩擦）2、F=1／n（G+G动））η＝W有W总知识点三：WGhGhGWFsFnhnF有用总知识点四：η＝G／（G+G动）（忽略绳重和摩擦）知识梳理知识点五：自由端速度：V=nV物W=FSP=W/tP=FV（恒力匀速）1、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m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％G=270Nh=1mF=100NS=3mWGhGhGWFsFnhnF有用总270J｝W总｝W有重难点突破问题：1、除了这种方法还有其他的方法嘛？2、除了上面求解的物理量还可以求解哪些物理量？(2)、用滑轮组把重为270N的货物匀速提到楼上，所用拉力100N，滑轮组的机械效率是90％，求绳子的段数是几段？WGhGhGWFsFnhnF有用总2、如图所示，用40N的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，此时整个装置的机械效率是75%.求:(1)物体的重力是多少？(2)若物体的重力变为150N,绳的拉力又是多少？(3)机械效率又是多少？F物注：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高（1）由题可知物体承担物重的绳子的段数为3，则s绳＝nh物由得nFGFnhGhFsGhWW总有G物1=nη1F拉=3×75%×40N=90N(2)若不计绳重和摩擦，F=1/n(G物1+G动)则，G动=nF拉1－G物1=3×40N－90N=30N当提升150N的重物时，则F拉2=1/n(G物2+G动)=1/3（150N+30N）=60N=150N／150N+30N=83.33％WGhGWGhGhGG有用总动动解：水平放置的滑轮组机械效率的计算：如图所示，重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N，为了使物体匀速移动，必须在绳端施加60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率为；若物体移动速度为0.2m/s，则1min内拉力所做的功为____J.83.3%2160f=150NV物=0.2m/st=1min=60ss物=F=60N100%100%100%100%ZWWfsFsfsfnsfnF有物物物重难点突破滑轮组机械效率的计算(重点、难点)克服摩擦力（平移物体）所做的功W有用=fs物拉力F移动s所做的功W总=Fs=Fns物100%100%100%100%ZWWfsFsfsfnsfnF有物物物fs物Fs1．如图所示，用F＝50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为m，该滑轮组的机械效率为．(忽略绳子和动滑轮的重力)0.460%f=60Nh=F=50NS=W总=40J3、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）1、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（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.综合计算典型例题解析2、用“一定二动”的滑轮组来提升重物G，如图所示，不计拉线质量及滑轮转动摩擦的影响，每个滑轮的质量相等，所提升的重物G是边长为2dm的正方体大理石块；当拉力F为60N时，石块恰能被匀速提升，求：①匀速提升大理石块时，滑轮组的机械效率多大?②当绳子自由端拉力为40N时，大理石块对地面的压强是多大?(ρ石=2.5×103kg/m3，g=10N/kg)【答案】83.3%,2×103Pa3、小雨要从水中提升一个体积0.01m3、密度为5×103kg/m3的立方体金属块A。他使用如下图所示的滑轮组匀速提升重物。不计绳重和摩擦。已知G动=100N，当将物块A浸没于水中，在金属块没有露出水面前求:（1）金属块A的重力，（2）作用在绳上的拉力F，（3）此时滑轮组的机械效率η.典型例题解析练习1、如图6-2-5所示，用该滑轮组提起重为320N的物体时，绳子自由端的拉力F=200N.(不计绳重和一切摩擦)①该滑轮组的机械效率为多少?②若被提的重物改为G′=420N，5s内将重物提升2m，则绳端拉力做了多少功?功率为多大?机械效率是否变化?如变化，则机械效率为多大?图6-2-5【答案】①80%②1000J；200W；变大；84%2.某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400N，能将75kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为W，此时滑轮组的机械效率为％(不计绳重和摩擦g=10N/kg).12062.5G=750Nh=V物=0.1m/sF=400NS=V=nV物=0.3m/sWGhGhGWFsFnhnF有用总重难点突破课时训练3.如图所示，用滑轮组在20s内把重600N的物体匀速提高2m的过程中，拉力F做功为1440J，求：①滑轮组的有用功及机械效率②拉力F的大小及拉力F的效率.【答案】①1200J，83.3%②240N，72W例题、如图所示，木块重200N，前进过程中所受的摩擦力为40N，拉力F为30N，求：①不考虑滑轮的自重和摩擦，木块匀速前进2m时拉力F做了多少功?②如果这个装置的机械效率是80%，拉力F的大小等于多少?【答案】①120J②50N1.如图所示，用滑轮组匀速提升一重为100N的重物，所用的拉力F大小为60N.如果物体上升1m，则W总=____J，W有用=____J，η=______，如果不计任何摩擦，则动滑轮的重G动=____N.12010083.3%20G=100Nh=1mF=60NS=3m重难点突破问题：1、除了这种方法还有其他的方法嘛？2、除了上面求解的物理量还可以求解哪些物理量？