滑轮组功率机械效率和绳子绕法专题

滑轮组功率机械效率和绳子绕法专题

一、相关公式

1、绳子段数n的确定：在定滑轮和动滑轮之间划一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后再查出与动滑轮相连的绳子段数。

2、三个n倍关系

①S=nh(当滑轮组处于竖直状态时)或S=nL(当滑轮组处于水平状态时) ②F＝

1

（G物+G动）（不计绳子重和摩擦）n

③V绳=n V物(速度比，当滑轮组处于竖直、水平状态时通用) 3、两个机械效率公式：

①η=

W有GhW有Gl

=（当滑轮组处于竖直状态时）或η==（当滑轮组处于水平状态时）W总FsW总FsW有W有G物

== （不计绳重和摩擦时）

G物?G动W总W有?W额

②η=

4、两个功率公式①P＝

w

（适用于任何状态的滑轮组）t

②P=FV绳

二、关于滑轮组的绕线方法

①比较滑轮的个数和要求的绳子的段数，若滑轮个数等于绳子段数，则最后一段向下；若滑轮个数少于绳子的段数，则最后一段向上。

②已知滑轮和承担物重的绳子段数，画绕线。画法是：根据绳子段数n确定绳子固定端的位置，按照“奇动（和激动谐音）偶定”的原则。若n为奇数，则绳子的固定端拴在动滑轮上，若n为偶数，则绳子的固定端拴在定滑轮上，连线由内向外缠绕滑轮。

③已知滑轮和拉力的方向，画绕线。画法是：若拉力的方向向上，则绳子的末端与动滑轮相连；若拉力的方向向下，则绳子的末端与定滑轮相连；然后由末端往里缠绕，最后找出绳子起点的固定位置。

④已知滑轮组，画最小拉力。画法是：使绳子承担物重的段数为最大，

如果滑轮组中有一个动滑轮，则拉力为物重的1或1，若滑轮组中有

23两个动滑轮，则拉力为物重的1或1。

45

例如：按要求组成滑轮组（如右图所示）

F＝

G/3

F＝

G/2

F＝G/4

F＝G/5

三、专项训练习题

1、【当滑轮组处于竖直状态时】某同学用如图6所示的滑轮组提升重物，他用250N的力将400N的物体竖直向上匀速提起1m（不计摩擦和绳子重），求：

（1）滑轮组的机械效率。（2）动滑轮的重力为多少？

（3）若用此滑轮组将800N的重物匀速提升1m，求：拉力为多少？拉力所做的功是多少？滑轮组的机械效率是多少？

第1题图

2、【当滑轮组处于水平状态时】如图所示，是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，若已知货物的重量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，工人以V=0.5m/s的速度匀速前进，经t=100s将货物拉出仓库，取g=10N/kg，求在此过程中：

（1）工人所做的有用功为多大？（2）工人的拉力为多大？

第2题图

3、【2007年河北省第34题6分】小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了

甲

乙

（1）分析表中数据，回答以下问题：

①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是；②第3次实

验中滑轮组的机械效率是；

③滑轮组的机械效率与无关。

（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。

；

②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，“相同”或“不相同”），理由是：。4、【2008年河北省第39题6分】小明利用如图21所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m／s。(己知每层楼高3m)

求：(1)小明所用的时间；(2)拉力的功率；(3)所做的额外功：

(4)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?

5、【2009年河北省第39题6分】

小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图

18中所示的滑轮，

组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起

时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。

（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。

6、【2010年河北省第21题2分】小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图7所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。忽略绳重及摩擦，下列关系正确的是（）

A．F1 > F2，η1 = η2 B．F1 > F2，η1 >η2 C．F1 < F2，η1 = η2 D．F1 < F2，η1 >η2

7

F

1

F2

(1)请在右图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2)将表格中的数据补充完整。

(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将_________ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_________和_________有关。

(4)第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为_________W。

8、【2012年河北省第37题6分】如图21所示，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5 m。拉力F做的功随时间变化的图像如图22所示。己知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.5倍。求：(1)拉力F的功率。