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滑輪及機械效率

【知識梳理】
滑輪及滑輪組
（一）豎直提升重物
（1）n —— 吊起動滑輪的繩子的股數（2）F —— 繩子自由端的拉力
（3）G —— 動滑輪上所掛物體的重力（4）s —— 繩子自由端移動的距離
（5）h —— 物體被提升的高度
（6）使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即F=(G物+ G動)。(當不計繩重及摩擦時)
若不計動滑輪重力，則有F=G物 S=nh
繩子移動的速度V繩與物體移動的速度V物關系：V繩＝nV物

(7)滑輪組繞線法則：偶定奇動：使用滑輪組時，直接承擔重物的繩子段數為n。
若n為偶數時，則繩子的固定端掛在定滑輪上；
若n為奇數時，則繩子的固定端掛在動滑輪上。
（8）動滑輪和定滑輪個數的確定：
吊起動滑輪的繩子的股數n 動滑輪個數 定滑輪個數
改變施力方向 不改變施力方向
n為偶數 —1
n為奇數

水平提升重物
若利用滑輪組水平拉動物體，則應考慮物體所受的摩擦阻力。




（1）F＝f物（2）s繩＝ns物（3）繩子移動的速度V繩與物體移動的速度V物關系：V繩＝nV物

例題講練：
1、如圖所示，已知物重為G，則各圖中的拉力F各為多少？（滑輪重及摩擦不計）





2、如圖所示，用三個滑輪分別拉同一個物體，沿同一水平面做勻速直線運動，所用的拉力分別是F1、F2、F3，比較它們的大小應是：
　　 A、F1＞F2＞F3　　　 B、F1＜F2＜F3　　　C、F2＞F1＞F3　　　D、F2＜F1＜F3
　　


3、如圖所示，不計繩重和摩擦，吊籃與動滑輪總重為450N，定滑輪重力為40N，人的重力為600N，人在吊籃里拉著繩子不動時需用拉力大小是
A．218 N B．220 N C．210 N D．236 N
4、如圖7所示，體重為510N的人，用滑輪組拉重500N的物體A沿水平方向以0.02m/s的速度勻速運動。運動中物體A受到地面的摩擦阻力為200N。動滑輪重為20N（不計繩重和摩擦，地面上的定滑輪與物體A相連的繩子沿水平方向，地面上的定滑輪與動滑輪相連的繩子沿豎直方向，人對繩子的拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上，）。則下列計算結果中正確的是
A．繩子自由端受到的拉力大小是100N B．人對地面的壓力為400N
C．人對地面的壓力為250N D．繩子自由端運動速度是0.04m/s
5、如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，滑輪到P、Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數都是?，兩物塊的質量都是m，輕繩與滑輪之間的摩擦不計，在水平向右的拉力F作用下，P向右做勻速運動，則F的大小為（ ）
A、4?mg。 B、3?mg。 C、2?mg。 D、?mg
機械效率
裝置圖
有用功 W有用＝Gh W有用＝Gh W有用＝fs物 W有用＝Gh
額外功 克服杠桿自重、摩擦做 的功，W額外＝W總－W有用 克服動滑輪的自重、繩與滑輪之間的摩擦做的功， ①W額外＝W總－W有用； ②若不計摩擦，W額外＝G動h 克服繩與滑輪之間摩擦做的功，W額外＝W總－W有用 克服摩擦力所做的功， ①W額外＝W總－W有用； ②W額外＝fs
例題：
1、如圖所示，建筑工人用滑輪組提升重為200N的泥桶，所用的拉力為80N，若工人在5S，內將泥桶勻速向上提升2m，則拉力的功率為_多少w，滑輪組的機械效率為多少。








2、如圖，小王站在高3m、長6m的斜面上，將重200N的木箱沿斜面勻速從底端拉上頂端，拉力大小恒為120N，所花時間是10s．求：
（1）木箱A沿斜面方向的運動速度．
（2）小王對木箱做功的功率．
（3）斜面的機械效率．






3、某同學用滑輪組從裝滿水的水井中將一鐵塊勻速提升了2m（鐵塊始終未露出水面）．已知鐵塊體積0.006m3，鐵塊的密度為7.9×103kg/m3．（滑輪的重力和摩擦不計，g=10N/kg）求：
（1）鐵塊的重力大小；
（2）繩子AB給鐵塊的拉力大小；
（3）在此過程中人做的功．





4、如圖甲所示的滑輪組，每個滑輪等重。不計繩重和摩擦，物體重G1從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動繩子將物體提升同樣的高度。圖乙記錄了在此過程中滑輪組的機械效率隨物體重力的增加而變化的圖像。?(1)每個滑輪重多少N?
(2)繩子能承受的最大拉力是多少N?
(3)當滑輪組的機械效率為80％時，物體重多少N?
?





5、.如圖所示，在拉力F的作用下，重80N的物塊A正以0.2m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，此時彈簧測力計的讀數為20N，該裝置的機械效率為80%，求：（1）2s內，彈簧測力計的拉力對物塊A所做的功；
拉力F的大小及拉力F做功的功率。







課后練習：
1、如圖所示，斜面長6m，高3m，用沿斜面向上、大小為100N的拉力F使物體在5s內沿斜面移動了2m，下列說法正確的是（　　）
(?http:?/??/?www.jyeoo.com?/??)
A、滑輪組的機械效率是40% B、物體重300N
C、拉力F做的功是600J D、拉力F的功率是40W
2、如圖所示，斜面長為3cm，高為lm，工人用400N沿斜面方向的力將重為840N的箱子推到車上．在這過程中（　　）
HYPERLINK "http://www.jyeoo.com/"
A、有用功是400J，總功是840J B、有用功是840J，額外功是400J
C、總功是12O0J，機械效率是7O% D、有用功是400J，機械效率是7O%

3、兩滑輪組裝置如圖所示，已知每個滑輪重力都為G0，摩擦和繩重均不計，用它們分別勻速提起重為G=5G0的物體時，甲、乙兩滑輪組的機械效率之比是（　　）
(?http:?/??/?www.jyeoo.com?/??)
A、6：7 B、7：6
C、5：6 D、5：7



4、一個質量為70kg的工人，用如圖所示的裝置（包括滑輪組及裝磚的托板）提升一堆磚．已知裝磚的托板重200N，每塊磚重100N．滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計，當工人勻速提升10塊磚時，此裝置的機械效率為80%．那么，該人站在地面上用此裝置提升這些磚的過程中，此裝置的機械效率最高可達到　_________　．（取g=10N/kg，結果保留1位小數）

(?http:?/??/?www.jyeoo.com?/??)5、不計滑輪重，G1=100牛，G2=500牛，若彈簧秤的讀數為F1，物體G2對地面的壓力為F2，則：
A.F1=200牛; B.F2=300牛; C.F1=400牛; D.F2=200牛.

6、一質量為6kg的石塊，沉在裝水的容器底部，某同學用一動滑輪將石塊從水中勻速提起1m，但石塊沒有露出水面，如圖所示，已知繩的自由端拉力為25N，求石塊在上升過程中：
（1）石塊受到的浮力為多少？
（2）繩的自由端拉力做功為多少？
（3）動滑輪的機械效率為多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）







7、如圖所示（滑輪組的繞繩未畫出），人以600N的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端10秒，使繩端向下移動了1.5m，重物勻速上升了0.5m，已知滑輪組的機械效率為70%（g=10N/kg）．
（1）按題意畫出滑輪組的繞繩．
（2）人所做功的功率多大？
（3）被吊起的重物質量多大？






8、如右圖所示，已各斜面長5m，高3m，繩端拉力為50N。利用這個滑輪裝置將重為100N的物體在5s內從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中：
（1）物體沿斜面向上運動的速度為多少？
（2）繩端移動的距離是多少？
（3）拉力的功和功率各是多少？
（4）拉力的機械效率是多少？]



F

f物

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