第4节 简单机械（滑轮与机械效率）学案（无答案）

滑轮及机械效率

【知识梳理】
滑轮及滑轮组
（一）竖直提升重物
（1）n —— 吊起动滑轮的绳子的股数（2）F —— 绳子自由端的拉力
（3）G —— 动滑轮上所挂物体的重力（4）s —— 绳子自由端移动的距离
（5）h —— 物体被提升的高度
（6）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即F=(G物+ G动)。(当不计绳重及摩擦时)
若不计动滑轮重力，则有F=G物 S=nh
绳子移动的速度V绳与物体移动的速度V物关系：V绳＝nV物

(7)滑轮组绕线法则：偶定奇动：使用滑轮组时，直接承担重物的绳子段数为n。
若n为偶数时，则绳子的固定端挂在定滑轮上；
若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上。
（8）动滑轮和定滑轮个数的确定：
吊起动滑轮的绳子的股数n 动滑轮个数 定滑轮个数
改变施力方向 不改变施力方向
n为偶数 —1
n为奇数

水平提升重物
若利用滑轮组水平拉动物体，则应考虑物体所受的摩擦阻力。




（1）F＝f物（2）s绳＝ns物（3）绳子移动的速度V绳与物体移动的速度V物关系：V绳＝nV物

例题讲练：
1、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）





2、如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是：
　　 A、F1＞F2＞F3　　　 B、F1＜F2＜F3　　　C、F2＞F1＞F3　　　D、F2＜F1＜F3
　　


3、如图所示，不计绳重和摩擦，吊篮与动滑轮总重为450N，定滑轮重力为40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时需用拉力大小是
A．218 N B．220 N C．210 N D．236 N
4、如图7所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动。运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N。动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）。则下列计算结果中正确的是
A．绳子自由端受到的拉力大小是100N B．人对地面的压力为400N
C．人对地面的压力为250N D．绳子自由端运动速度是0.04m/s
5、如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，滑轮到P、Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是?，两物块的质量都是m，轻绳与滑轮之间的摩擦不计，在水平向右的拉力F作用下，P向右做匀速运动，则F的大小为（ ）
A、4?mg。 B、3?mg。 C、2?mg。 D、?mg
机械效率
装置图
有用功 W有用＝Gh W有用＝Gh W有用＝fs物 W有用＝Gh
额外功 克服杠杆自重、摩擦做 的功，W额外＝W总－W有用 克服动滑轮的自重、绳与滑轮之间的摩擦做的功， ①W额外＝W总－W有用； ②若不计摩擦，W额外＝G动h 克服绳与滑轮之间摩擦做的功，W额外＝W总－W有用 克服摩擦力所做的功， ①W额外＝W总－W有用； ②W额外＝fs
例题：
1、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为80N，若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m，则拉力的功率为_多少w，滑轮组的机械效率为多少。








2、如图，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s．求：
（1）木箱A沿斜面方向的运动速度．
（2）小王对木箱做功的功率．
（3）斜面的机械效率．






3、某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块匀速提升了2m（铁块始终未露出水面）．已知铁块体积0.006m3，铁块的密度为7.9×103kg/m3．（滑轮的重力和摩擦不计，g=10N/kg）求：
（1）铁块的重力大小；
（2）绳子AB给铁块的拉力大小；
（3）在此过程中人做的功．





4、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。?(1)每个滑轮重多少N?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?
(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?
?





5、.如图所示，在拉力F的作用下，重80N的物块A正以0.2m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的读数为20N，该装置的机械效率为80%，求：（1）2s内，弹簧测力计的拉力对物块A所做的功；
拉力F的大小及拉力F做功的功率。







课后练习：
1、如图所示，斜面长6m，高3m，用沿斜面向上、大小为100N的拉力F使物体在5s内沿斜面移动了2m，下列说法正确的是（　　）
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A、滑轮组的机械效率是40% B、物体重300N
C、拉力F做的功是600J D、拉力F的功率是40W
2、如图所示，斜面长为3cm，高为lm，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上．在这过程中（　　）
HYPERLINK "http://www.jyeoo.com/"
A、有用功是400J，总功是840J B、有用功是840J，额外功是400J
C、总功是12O0J，机械效率是7O% D、有用功是400J，机械效率是7O%

3、两滑轮组装置如图所示，已知每个滑轮重力都为G0，摩擦和绳重均不计，用它们分别匀速提起重为G=5G0的物体时，甲、乙两滑轮组的机械效率之比是（　　）
(?http:?/??/?www.jyeoo.com?/??)
A、6：7 B、7：6
C、5：6 D、5：7



4、一个质量为70kg的工人，用如图所示的装置（包括滑轮组及装砖的托板）提升一堆砖．已知装砖的托板重200N，每块砖重100N．滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，当工人匀速提升10块砖时，此装置的机械效率为80%．那么，该人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中，此装置的机械效率最高可达到　_________　．（取g=10N/kg，结果保留1位小数）

(?http:?/??/?www.jyeoo.com?/??)5、不计滑轮重，G1=100牛，G2=500牛，若弹簧秤的读数为F1，物体G2对地面的压力为F2，则：
A.F1=200牛; B.F2=300牛; C.F1=400牛; D.F2=200牛.

6、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：
（1）石块受到的浮力为多少？
（2）绳的自由端拉力做功为多少？
（3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）







7、如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m，重物匀速上升了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g=10N/kg）．
（1）按题意画出滑轮组的绕绳．
（2）人所做功的功率多大？
（3）被吊起的重物质量多大？






8、如右图所示，已各斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：
（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？
（2）绳端移动的距离是多少？
（3）拉力的功和功率各是多少？
（4）拉力的机械效率是多少？]



F

f物