資源簡介

(共37張PPT)
　基礎過關
第二　力
第十一講　簡單機械　第2課時　滑輪　機械效率
改變
力的方向　
力　
距離　
改變力的方向　
(4)圖4，斜面是一種費距離但 力的簡單機械。斜面高度一定時，斜 面越長越 力。
省　
省　
(3)圖3，使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子承擔物重，提起物體所用的力 就是物重的 (不計摩擦及動滑輪、繩重等)。
n分之一　
知識點2　機械效率
(1)有用功W有：直接對物體做的功；
額外功W額：克服機械本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做的 一些功(不可避免的)；
總功W總：利用機械所做的功，即有用功與額外功之和，用公式表達 為 。
W總＝W有＋W額　
有用功　
總功　
小于　
1　
知識點3　測量滑輪組的機械效率
(1)實驗裝置圖
(2)實驗原理：
(3)實驗操作
①用彈簧測力計測量鉤碼的重力G，組裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端 的位置；
②緩慢勻速向上拉彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出測力計示數F，用刻度 尺測量鉤碼上升高度h和繩端移動的距離s；
③將數據記錄在表格中，計算出有用功、總功、機械效率；
④改變鉤碼數量，重復以上實驗。
(4)交流反思
提高滑輪組機械效率的方法：①減少繩與滑輪之間的摩擦；②減小動滑 輪的重力；③增加物重。
核心考點1　定滑輪　動滑輪
例1：(1)如圖1，物體M重1 000 N，直接勻速豎直提升M時需要的拉力F ＝ N。
例1圖
1 000　
(2)①小明想利用滑輪來勻速豎直提升相同的物體M，但小明能夠施加的 最大拉力是600 N，應選用圖2中的 (選填“甲”或“乙”)圖，請畫 出繩子的繞法；
②理論分析：不考慮阻力、滑輪重和繩子重時，所需要的拉力是 N；
乙　
500　
動滑輪有一定的重力，繩子和
滑輪之間存在摩擦，使得拉力變大　
例1圖
解題思路：區分動滑輪和定滑輪的特點，通過對物體受力分析來判斷繩 端拉力的大小，題目未說明時需要考慮“滑輪的軸與輪之間的摩擦、繩 重和動滑輪重”的影響。
圖1　 　圖2
練習圖
50　
物體做勻速直
線運動，水平方向物體所受拉力與摩擦力是一對平衡力，它們大小相等
(2)利用圖2中的動滑輪水平拉動物體M，使它在水平面上做勻速直線運 動，畫出繩子的繞法。
圖1　 　圖2
練習圖
核心考點2　機械效率的理解
例2：(2023廣州改編)用滑輪組進行“一瓶水提升一個人”活動，如圖， 水瓶勻速直線下降10 m，使人勻速升高0.5 m，水瓶對繩a的拉力為F1＝ 30 N，繩b對人的拉力為F2＝480 N。此過程：
例2圖
總功　
W總＝
Fs　
300　
有用功　
W有＝
Gh　
240　
(3)根據公式 可計算滑輪組機械效率η＝ 。
80％　
例2：(2023廣州改編)用滑輪組進行“一瓶水提升一個人”活動，如圖， 水瓶勻速直線下降10 m，使人勻速升高0.5 m，水瓶對繩a的拉力為F1＝ 30 N，繩b對人的拉力為F2＝480 N。此過程：
例2圖
解題思路：要知道機械效率的定義，能分析情境中哪個力做有用功還是 總功，會代入公式簡單計算。從能量的轉化和轉移角度認識效率，清楚 輸入的總能量流向是怎樣的。
練習圖
A. 總功較大 B. 有用功較小
C. 額外功較大 D. 機械效率較低
B
核心考點3　滑輪組和斜面機械效率的計算
例3：如圖所示，利用滑輪組勻速拉動A物體，使它向右移動一段距離s。
例3圖
(1)要求人對滑輪組繩端施加的拉力向左，請在圖中畫出符合要求的最省 力的繞線方式。
(2)已知A物體重為G，拉動過程中繩a對物體的拉力為F1，滑輪組的繩端 處所受人的拉力為F2，請選用上述各量的符號，列出此過程中以下各量 的表達式：利用滑輪組拉物體時總功W總＝ ；有用功W有 ＝ ；A所受的摩擦力f＝ ；額外功W額外＝ ； 滑輪組的機械效率η＝ 。
2F2s　
F1s　
F1　
2F2s－F1s　

例3：如圖所示，利用滑輪組勻速拉動A物體，使它向右移動一段距離s。
例3圖
解題思路：根據題意“拉力向左”“最省力”畫出滑輪組的繞線；對物 體受力分析，根據做功的定義W＝Fs來計算情境中的有用功、總功和機 械效率。
[練習1](2018廣州)小明用圖中的動滑輪勻速拉動水平地面上的物體A，測 出A移動的距離s、水平拉力F和A的重力G。
練習1圖
不能　
補充步驟：用測力計水平拉著物體A做勻速直線運
動，記下測力計示數F'，由二力平衡條件可知，物體A受到的摩擦力等于
(2)若A在10 s內運動了4 m，A的速度為 。
0.4 m/s　
[練習1](2018廣州)小明用圖中的動滑輪勻速拉動水平地面上的物體A，測 出A移動的距離s、水平拉力F和A的重力G。
練習1圖
[練習2]如圖所示，在10 s內，阿橦用繩a把重為100 N的物體甲從A點豎直 向上勻速拉至B點；阿萌用繩b以平行于斜面的拉力把重也為100 N的物體 乙沿斜面從C點勻速拉至與B點等高的D點。A、B之間的高度差H為1.2 m， C、D之間的距離為2 m。
練習2圖
(1)求此過程中繩a 對甲的拉力所做的功WAB以及繩a對甲做功的功率P甲；
解：(1)因為甲勻速上升，所以F甲＝G＝100 N，而s甲＝H＝1.2 m，
WAB＝F甲s甲＝100 N×1.2 m＝120 J
[練習2]如圖所示，在10 s內，阿橦用繩a把重為100 N的物體甲從A點豎直 向上勻速拉至B點；阿萌用繩b以平行于斜面的拉力把重也為100 N的物體 乙沿斜面從C點勻速拉至與B點等高的D點。A、B之間的高度差H為1.2 m， C、D之間的距離為2 m。
練習2圖
(2)若此過程中，繩a對甲的拉力所做的功為WAB，繩b對乙的拉力所做的 功為WCD，根據現有條件，能否判斷WCD 與WAB 的大小關系？如不能， 請說明原因；如能，請寫出分析過程。
(2)能。由題知，甲、乙所受重力大小相等，上升的高度也相等，所以利
用斜面把乙從C點拉至D點的過程中，所做的有用功大小等于WAB。而
WCD為同一過程中人所做的總功。因為有用功必然小于總功，故可知WAB
＜WCD。
A. F1一定大于F2 B. F1一定小于F2
C. W2一定大于W1 D. 只有F2 大于F1，W2 才大于W1
C
第2題圖
A
F甲 F乙 F丙 F丁 GM GN
5.5 N 12 N 5.5 N 8 N 5 N 10 N
A. 甲的機械效率比丙的大
B. 乙、丁的機械效率相同
C. 使用丙提升物體M時省力
D. 實驗測得的數據無法算出機械效率
第3題圖
A
4. (2016廣州)(1)圖中測力計示數為 N。
第4題圖
1.2　
(2)小明猜測：“圖中滑輪組提升的物體越輕，機械效率越高”，設計實 驗檢驗其猜測，并填寫實驗報告。
①實驗目的： 。
②實驗步驟(若需要可補充器材)：
探究滑輪組的機械效率與提升物體重力的關系　
a.在動滑輪掛鉤上掛1個鉤碼，用彈簧測力計測出所掛鉤碼的重力，鉤碼
的重力用G表示，繩子自由端所受拉力用F表示，繩子自由端移動的距離
用s表示，鉤碼上升的高度用h表示；b.仍然用原滑輪組，保持裝置不
變，依次改變動滑輪上所掛鉤碼的個數，仿照步驟a再做2次實驗，記錄
率，得出結論。
5. (2022廣州節選)如圖，工人將重500 N的貨物推入靜止的貨柜中(忽略空 氣阻力，g取10 N/kg)。在斜面上貨物受到沿斜面向上250 N的推力F1，從 P點勻速運動到Q點用時4 s。求此過程：
第5題圖
(1)F1的功率；
解：(1)F1所做的功
W1＝F1 s1＝250 N×2 m＝500 J
F1的功率
(2)斜面的機械效率。
(2)斜面的有用功
W有＝Gh＝500 N×0.5 m＝250 J
斜面的機械效率
5. (2022廣州節選)如圖，工人將重500 N的貨物推入靜止的貨柜中(忽略空 氣阻力，g取10 N/kg)。在斜面上貨物受到沿斜面向上250 N的推力F1，從 P點勻速運動到Q點用時4 s。求此過程：
第5題圖
6. (2024廣州)如圖，吊車在建筑工地進行作業時，由支腿將吊車撐起并 脫離地面，吊臂上的滑輪組在1 s內，將重為9×103 N的建筑材料沿豎直 方向勻速提升1 m，滑輪組上鋼絲繩自由端受到的拉力F為5×103 N。
第6題圖
壓力一定時，增大受力面積
可以減小壓強　
(2)求鋼絲繩自由端的移動速度；
解：(2)由圖可得n＝3，s繩＝3 h＝3×1 m＝3 m
鋼絲繩自由端的移動速度
6. (2024廣州)如圖，吊車在建筑工地進行作業時，由支腿將吊車撐起并 脫離地面，吊臂上的滑輪組在1 s內，將重為9×103 N的建筑材料沿豎直 方向勻速提升1 m，滑輪組上鋼絲繩自由端受到的拉力F為5×103 N。
第6題圖
(3)求拉力F的功率和滑輪組的機械效率。
解：(3)拉力F的功率
P＝Fv繩＝ 5×103 N×3 m/s ＝1.5×104 W
滑輪組的有用功
W有＝Gh＝9×103 N×1 m＝9×103 J
滑輪組的總功
W總＝Fs繩＝5×103 N×3 m＝1.5×104 J
滑輪組的機械效率
6. (2024廣州)如圖，吊車在建筑工地進行作業時，由支腿將吊車撐起并 脫離地面，吊臂上的滑輪組在1 s內，將重為9×103 N的建筑材料沿豎直 方向勻速提升1 m，滑輪組上鋼絲繩自由端受到的拉力F為5×103 N。
第6題圖

展開更多......

收起↑