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滑轮斜面机械效率讲义

课题 滑轮斜面机械效率教学目标 1、了解定滑轮、动滑轮的工作原理,知道定滑轮、动滑轮的实质是一个杠杆,2、了解滑轮组及其工作原理3、理解机械效率,知道有用功、无用功和总功的区别,学习测量简单机械的机械效率重点、难点 1.定滑轮、动滑轮、滑轮组的工作原理2理解机械效率,知道有用功、无用功和总功的区别,学习测量简单机械的机械效率考点及考试要求教学内容知识点一:功1知识梳理1.滑轮:周边有槽,可以绕着中心轴转动的轮子。

2.定滑轮:(1)本质是一个等臂杠杆,在不计摩擦时 F1=F2,计摩擦时F1≠F2(动力F1还要克服摩擦力)(2)定滑轮可以改变力的作用方向,但不省力。

(3)定滑轮两侧的绳子所受拉力永远一样大。

(4)对于任何滑轮,在不计摩擦时候,拉同一物体,不同角度拉力一样大。

3.动滑轮:(1)本质是一个动力臂=阻力臂×2的省力杠杆。

(2)能省一半力,但不能改变力的作用方向。

(3)常用等式 (不计摩擦时)2F=G 物+G 动S=2h4.滑轮组:(1)使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向。

(2)使用滑轮组虽然省力,但是费距离。

(3)使用滑轮组提重物时,若忽略滑轮和轴之间的摩擦以及绳重,则重物和动滑轮由几段绳子承担,提起重物的力就等于总重量的几分之一。

(4)常用等式 (不计摩擦时)F=nG G )(轮物 S=nh 组装滑轮组方法:首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。

结合题目的具体要求组装滑轮5.斜面(1)斜面也是简单机械的一种,日常所见的盘山公路、螺丝截面、车厢上货的斜板、斧头的刃面等都是斜面。

(2)斜面与平面的倾角越小,斜面较长,则省力,但费距离。

1、利用斜面来提升重物,若不计摩擦,则: W 有=FL =Gh2、利用斜面来提升重物,若考虑摩擦,则: W 有=G 物h W 额=fL W 总=FLF 表示拉力,f 表示摩擦力,L 表示斜面的长,G 表示物体的重力,h 表示斜面的高。

【典型例题】1、利用定滑轮提起重物,沿着如图所示方向的F 1、F2、F 3来施力拉绳子时拉力大小的关系是F 1______ F 2______ F 3(以上两空选填“=”或“≠”),这是因为F 1、F 2、F 3的力臂________(选填“相等”或“不等”)2、如图所示,重为100牛的物体A 在水平拉力F 的作用下,沿水平面作匀速直线运动,弹簧秤的示数为5牛.不计滑轮、绳子、弹簧秤的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。

则物体A 受到水平面的摩擦力为________牛;3、如图所示,已知物重为G ,则各图中的拉力F 各为多少?(滑轮重及摩擦不计)4、如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶,动滑轮重为20N ,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重. 若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m ,则泥桶上升_____m ,手拉绳子的力为____N 。

5、图中要求F 甲=G/3,F 乙=G/4,请画出滑轮组的绕线(不计动滑轮重)。

6、如图6所示,滑轮重力和摩擦均不计,物体重均为100 N ,与水平面间的摩擦力都是30 N ,作用于各绳端的拉力分别为F 1、F 2、F 3.,要使物体做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )A. F 1=100N 、F 2=50N 、F 3=200NB. F 1=30N 、F 2=60N 、F 3=15NC. F 1=100N 、F 2=50N 、F 3=50ND. F 1=30N 、F 2=15N 、F 3=60N7、如图,物体A 重120N ,在重力为G B 的物体B 的作用下在水平桌面上做匀速直线运动,A 与桌面之间的摩擦力为f 。

如果在A 上加一个水平向左大小为180N 的拉力F ,物体B 匀速上升,则下列选项正确的是( )(不计摩擦、绳重及滑轮重)A .GB =30N B .G B =90NC .f =180ND . f =90N 8、人们利用斜面搬运重物是为了( )A 、费力B 、省力C 、少移动距离D 、省功9、木工师傅用斧头作为工具,是利用( C )能省力的原理。

A 、滑轮 B 、轮轴 C 、斜面6、两颗长短、粗细一样的螺丝钉,一颗螺纹密些,一颗螺 纹疏些,用同样的螺丝刀旋动他们的时候( A )。

A 、螺纹密的要省力些 B 、螺纹疏的要省力些 C 、一样7、利用斜面将货物装上汽车时,下列说法正确的是。

(C ) A 、斜面越长越省力 B 、斜面越短越省力C 、在货物重量和汽车高度一定时斜面越长越省力3、知识概括、方法总结与易错点分析A B1.定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小。

相当于等臂杠杆;2.动滑轮不能改变力的方向,可以改变力的大小,力作用在绳子上时,相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆,力作用在滑轮上时,相当于一个阻力臂是动力臂2倍的费力杠杆。

3.滑轮组既可以改变力的方向,也可以省力,省力倍数与绳子的股数有关。

滑轮组绳子的股数是指连接在动滑轮上的绳子的条数。

考点二:有用功、额外功和总功,机械效率【典型例题】1知识梳理1、有用功:定义:利用机械时,需要做的这部分功,叫有用功,常用W 有表示。

公式:提升重物时,W 有=Gh 。

沿斜面向上推物体, W 有=FS W 有 =W 总-W 额=ηW 总2、额外功:定义:使用机械时,不需要但又不得不做的那部分功叫额外功,常用W 额外表示。

公式:W 额= W 总-W 有用= W 总(1-η)=G 动h=fL (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)3、总功: 定义:有用功加额外功或动力所做的功公式:W 总=W 有用+W 额=FS= W 有用/η4、机械效率:① 定义:有用功跟总功的比值。

② 公式:(1)、斜面:η=Gh/FL(2)、定滑轮:η=Gh/FS=G/F(3)、动滑轮:动滑轮:η=Gh/FS=Gh/F.2h=G/2F (4)、滑轮组:a 、竖直方向:F=1/n (G+G 动) ; η=G/(G+G 动) b 、水平方向:η=W 有/W 总= fh/FS= fh/F.n.h=f/nF③ 有用功总小于总功,所以机械效率总小于1 。

通常用 百分数 表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。

④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦,同一机械提升的物重越重,机械效率越高。

【典型例题】η Gh FS = Gh Fnh = G nF = η Gh FS = Gh F2h = G2F = η W 有用 W 总 =1、如图7所示,每个滑轮均重12N ,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 .(不计绳重及机械内部摩擦),下列说法正确的是( )A .拉力F 的大小60NB .滑轮组对物体A 所做的有用功为1184JC .拉力F 的功率32W D. 滑轮组的机械效率为72.5%2、如图所示,分别用甲、乙两个滑轮组提起重力G 1=G 2的重物至相同的高度h ,若所用拉力F 1=F 2,已知甲的机械效率50%,则(不计绳重及摩擦)A .乙的机械效率75%B .乙的机械效率80%C .拉力F 1做的功与拉力F 2做的功之比3:2D .甲、乙两个滑轮组中的动滑轮重力之比3:13、如图2所示,不计绳重与摩擦,且动滑轮重G 动小于物重G ,用它们分别将物重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F 甲、F 乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙.则下列关系正确的是A .F 甲<F 乙B .F 甲>F 乙C .η甲<η乙D .η甲 =η乙4、用如图6所示的装置分别将质量为m A 和m B 的A 、B 两物体拉离地面。

先将A 物体拉离地面时,绳端的拉力为F 1,再将B 物体拉离地面时,绳端的拉力为F 2。

已知两次的拉力比F 1:F 2=2:3,则将物体A 、B 拉离地面,装置的机械效率η1:η2=_______。

(不计绳重和摩擦)5、图8所示,置于水平桌面上的物体A 重980N ,物体B 重588N ,当物体B 匀速下降了80cm 的过程中,拉动物体A 在水平桌面上匀速移动了一段距离;当用一水平向左的力F 拉动物体A 在5s 内匀速移动1m ,若不计动滑轮重、绳重以及滑轮轮轴间摩擦,则( )A .拉力F 为294N ,拉力F 的功率为58.8WB .拉力F 为588N ,拉力F 的功率为117.6WC .物体A 受到的滑动摩擦力为294ND .绳子拉力对物体B 所做的功为294J6、用如图29所示的滑轮提升重4.5×103N 的货物A ,使A 在2s 内匀速升高2m 。

如果拉力F 的功率P =5kW ,忽略绳重和轴摩擦。

求:拉力F 在2s 内做的功和滑轮的机械效率η。

若用此滑轮匀速提升物体B 时的机械效率η '=80%,求物体B 受到的重力G B 。

错误!未找到引用源。

7、在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,实验数据如下表:⑴ 此实验所用滑轮的个数至少是____个,其中动滑轮有_____个。

⑵ 第一次实验测得滑轮组的机械效率为________,第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率(选填“大于”、“小于”或“等于”)次数钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm 12 10 0.8 40 2 5 5 1.520 根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?甲 乙 F 1 G F 2 G F 甲G F 乙 甲 图2 G 乙图8。

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