专题16 滑轮组问题考法与解法 2024-06-21 03:10:49 专题16 滑轮组问题考法与解法知识点1:用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法 (1)有用功W有用=Gh(2)总功W总=Fs(3)额外功W额外=W总—W有用(4) s=nh其中h是重物G被提升的高度,s是动力F 移动的距离, n是动滑轮上的绳子段数。(5)滑轮组机械效率的求解用滑轮组提升物体时,有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。滑轮组机械效率公式:η=(W有用/W总)×100% η=(W有用/W总)×100%= (G / nF ) ×100%知识点2:用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法 (1)有用功W有用= fs2(2)总功W总= F s1(3)额外功W额外=W总—W有用(4)s1= ns2其中 s1是动力F 移动的距离,s2是重物水平移动的距离,f是物体匀速运动受到的阻力, n是动滑轮上的绳子段数。(5)滑轮组机械效率的求解用滑轮组水平拉动物体时,有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。滑轮组机械效率公式:η=(W有用/W总)×100% η=(W有用/W总)×100%= (fs2/ F s1) ×100%知识点3:探究滑轮组的机械效率实验 (1)原理:η=W有/W总(2)应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。(4)注意:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的是保证测力计示数大小不变。(5)结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:1)动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。2)提升重物越重,做的有用功相对就多。3)摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。【例题1】(2020四川南充)如图所示,重为2N的物体A放在水平桌面上,重为5N的物体B挂在动滑轮下,每个滑轮重为1N(不计绳重和摩擦),B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升,当B以0.3m/s的速度匀速上升时,拉力大小为F。下列说法正确的是() A. B匀速下降时,物体A受到3N的摩檫力B. 拉力F的大小为4NC. 拉力F的功率为3.6WD. B匀速上升0.6m的过程中,拉力F做功2.4J【答案】BC【解析】A.由图通过动滑轮绳子段数n=3,不计绳重及摩擦时,B拉A的力FA=( GB+G动)=×(5N+1N)=2NB匀速下降,物体A匀速向右运动时,受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用,则f=FA=2N故A错误;B.当使物体B以0.3m/s的速度上升时,物体A匀速向左运动,受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用,由于物体A的压力和接触面没有改变,则摩擦力大小不变,所以F=FA+f=2N+2N=4N故B正确;C.绳子自由端移动的速度为vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s所以拉力F的功率P==FvA=4N×0.9m/s=3.6W故C正确;D.B匀速上升0.6m的过程中,拉力F做功WF=Fs=F×3h=4N×3×0.6m=7.2J故D错误。【对点练习】如图所示,工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m,共用了10秒,若在此过程中(忽略绳重和摩擦),下列说法正确的是( )A.绳子自由端移动的距离是6m B.动滑轮的重是10NC.工人做功的功率是80W D.滑轮组的机械效率是80% 【答案】D【解析】(1)动滑轮上的绳子段数n=2,所以绳子自由端移动的距离是s=nh=2×2m=4m;(2)需考虑G动,忽略绳重和摩擦F=(G+G动)/n250N=(400N +G动)/2 解得:G动=100N(3)有用功:W有=Gh=400N×2m=800J拉力F所做的总功:W总=Fs=250N×4m=1000Jη=(W有用/W总)×100% =G/n F=400N/(2×250N)=80%(4)P总=W总/t=1000J /10s=100W【例题2】(2020江苏连云港)用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m,拉力大小为120N,拉力做功的功率为______W,有用功为______J,滑轮组的机械效率为______。 【答案】 (1) 36 (2) 300 (3) 83.3%【解析】(1)由图可知,承担重物的绳子段数n=3,所以绳子自由端通过距离s=3×1m=3m总功W总=Fs=120N×3m=360J拉力做功的功率P==36W(2)有用功为W有=Gh=300N×1m=300J(3)滑轮组机械效率为η==83.3%【对点练习】如图所示,在不计绳重和摩擦的情况下,用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m,已知拉力F为25N,则在这个过程中拉力做的功是J,滑轮组的机械效率是,若匀速提升重为80N的物体,则这个滑轮组的机械效率将(变大/变小/不变)。 【答案】100;80%;变大。【解析】(1)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m;则在这个过程中拉力做的功:W总=Fs=25N×4m=100J;(2)拉力做的有用功:W有=Gh=40N×2m=80J,则滑轮组的机械效率:η= W有 / W总×100%=80J/100J×100%=80%;(3)由η= W有 / (W有+W额) ×100%= Gh/(Gh+G动h)×100%= G/(G+G动)×100%可知,滑轮组的机械效率与动滑轮重和物体重有关,动滑轮重力不变,物体重力变大,机械效率将变大。【例题3】(2020甘肃天水)在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内将450N的材料提升了10m,(不计绳重和摩擦,g=10N/kg)。求:(1)拉力的功率是多少?(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是多少?(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少? 【答案】(1)拉力的功率是375W;(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率是60%;(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时,此滑轮组的机械效率最大可提高到75%。【分析】(1)由图可知连接动滑轮绳子的股数,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,然后利用W=Fs求出拉力做的功,最后根据P=求出拉力的功率;(2)由W有用=Gh可求得有用功,利用η=可求得机械效率;(3)由F=(G+G动)可求得动滑轮的重力,再利用F′=(G′+G动)可求得最大物重,然后利用η===求得此滑轮组的最大机械效率。【解答】(1)由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离:s=nh=3×10m=30m,拉力做的功:W总=Fs=250N×30m=7500J,则施加拉力的功率:P===375W;(2)有用功W有用=Gh=450N×10m=4500J,机械效率η=×100%=×100%=60%;(3)由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力G动=nF﹣G=3×250N﹣450N=300N;由F=(G+G动)可得,最大物重G′=nF′﹣G动=3×400N﹣300N=900N;此滑轮组的最大机械效率η′=====75%。【点评】本题考查了功的公式、功率公式及效率公式的应用等知识,掌握相关的公式及变形公式是解题的关键。【对点练习】如图所示,司机师傅利用滑轮组把汽车从泥坑里拖出来(泥坑可近似看成水平面),在此过程中汽车匀速移动了1m,共用时5s,已知 汽车所受阻力为1200N,司机师傅的拉力功率为300W,在考虑滑轮组摩擦阻力影响因素条件,求: 因篇幅有限,完整版资源请进入物理好教师社群领取~ 物理好教师成长社群是什么物理好教师成长社群是依托知识星球APP的资源储备下载社群,群内已经上传大量丰富的初高中备课资源,资源类型包括教案、导学案、学案、课件、试题等。并且之后每周固定更新物理专题教学资源,资源匹配人教版教材,加入社群后所有资源免费下载使用。群内已有资源↓↓↓ 赞 (0) 相关推荐 初中物理常考:《简单机械》考点梳理 试题!全面具体,初中生适用! GUIDE 导读 今天王老师给大家带来--初中阶段物理考试常考的<简单机械>考点梳理,总结得很全面,中学生快来收图吧! 家长们可以转给孩子看哦~ 一.思维导图 二.知识点过关 知识点一:杠 ... 专题15 杠杆问题考法与解法|连载 专题15 杠杆问题考法与解法知识点1:杠杆定义在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆.杠杆可直可曲,形状任意.有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点.如:鱼杆.铁锹.说明:杠杆五要素--组成 ... 专题17 斜面问题考法与解法|连载 以斜面为素材可以考查物体受力的示意图:可以通过实验求解物体平均速度:可以研究物体动能与重力势能之间的转化:可以探究在水平面上阻力对物体运动的影响:可以研究动能的大小与哪些因素有关:可以求解机械效率等问 ... 专题15 杠杆问题考法与解法 知识点1:杠杆定义 在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆.杠杆可直可曲,形状任意.有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点.如:鱼杆.铁锹. 说明:杠杆五要素--组成杠杆示意图. ①支点:杠杆 ... 十大专题12个模型54种考法下(ppt分享) 十大专题12个模型54种考法下(ppt分享) 内资 | 一文搞定高中函数涉及的16个考点70种考法(103页word) 文章行文思路如下: 点击图片大图学习,word获取见文末 一文搞定高中函数涉及的16个考点70种考法(103页word) 点击图片大图学习,word获取见文末 连考三年的大热点!第四年了所有考法都在这了 | 「短视频专题」 #不过又是一次秃头所的万字专题# 5G专题 区块链专题 电商直播专题 【初中数学】小专题:与角平分线有关的那些考法 角平分线全突破 (5)本公众号对优秀作者和名师一般会附上"作者简介",以让广大读者更好地了解作者的研究成果和方向,以便进一步学习作者的相关数学思想或解题方法. 16.初中数学配方法专题:怎么求这个代数式的值?完全平方公式,配方法经典考试题型 初中数学:怎么求这个代数式的值?完全平方公式,配方法经典考试题型.大家先在草稿本上认真地做一遍,然后再看后面的视频.期待您在评论区留言. 温馨提醒:本<七年级数学>公众号,主要发布七年级数 ...