初中物理滑轮及机械效率计算专题复习课件

（2）物体的重G物=m物g=3kg×10N/kg=30N，
1
1
拉力F拉= n（G物+G动）= 3 ×（3N+30N）=11N．
故答案为：5.4；16.2；11．
2、如图所示，物体A重150N，在拉力作用下匀速移动，若 受到地面的摩擦力为120N，不计滑轮重，试计算各情况下 拉力的大小。
例5、如图所示,滑轮组匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面 摩擦力F1为1200N，若此时滑轮组机械效率为80%，物 体速度为1m/s．求①拉绳的速度是多少？ ②拉绳的力F为多大？③拉力的功率是多少？ ④如果想用更小力拉动钢锭，请提一条可行建议．
解：V绳=3x1m/s=3m/s
∵η= F摩xS物
F拉x3S物
滑轮及机械效率计算专题复习
一、知识储备
（一）、滑轮和滑轮组
名称
定滑轮
动滑轮
实质
_等___臂__杠杆 _省__力___杠杆
力的关系 __F_＝__G___
F＝G2
距离关系
s＝h
__s_＝__2_h__
滑轮组
_F__＝__Gn___ __s＝___n_h__
作用
改变力的
__方__向____
省一半的力
省力，又可以改 变力的方向
F
G
分析：（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据F=
求出动滑轮的重力；
1n（G物+G动）
（2）先根据速度公式求出物体上升的速度，根据v绳=nv物求出绳自 由端的移动速度．
解：（1）由图可知n=3， 根据GF动= =1n（nFG-物G+物G=动3）×2可0得0N-，48动0N滑=1轮2的0N；重力： （2）物体上升的速度：
三、针对训练
1、如图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，测力计的示数 为 16.2 N，如果不计滑轮重、绳重和摩擦，物体A的重力为
5.4 N．若动滑轮重3N，用此装置提升质量3kg的重物，则 拉力为 11 N．
解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，所以
弹簧测力计的示数为5.4N，
物体A的重力：GA=nF=3×5.4N=16.2N；
注： F 拉＝1nG 物(忽略滑轮重力及绳、轮摩擦)； ·新课标
F 拉＝1n(G 物＋G 动)(忽略摩擦，考虑动滑轮的重力)．
水平方向的滑轮组：
使用水平方向的滑轮组拉重物时，若动滑轮重和摩擦不计，动
滑轮被几段绳子拉住，所用的力就是物体与接触面摩擦力的几
分之一。即
F＝
1 n
f
N
F
. T
f
G
如图所示，拉力F的大小等于 F＿＝＿13 ＿f＿。
解：(1) ∵斜面光滑 ∴W额=0 ∴ G物h=FS
∴500Nx1m=Fx4m ∴ F =125N （2）W额=f摩S=0.05x500NX4m=100J
w有=Gh=500Nx1m=500J
• ∴ w总=100J+500J=600J
• ∴ F=W总/S=600J / 4m=150N • η=W有/W总=500J/600J =83.3%
v物=
h t
=
2m 20s
=0.1m/s，
绳自由端的移动速度： v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s． 答：（1）动滑轮重为120N； （2）绳自由端移动的速度为0.3m/s．
例2.如图所示，物体A重G＝80N，在F＝60N拉力下匀速前进，
此时物体A受到的摩擦力等于＿1＿20 N。（滑轮自重及绳子与滑轮
例4 用一个动滑轮提升重为96 牛的货物，所用拉力为60牛，此动 滑轮的机械效率是多少？若用此动 滑轮提升重200牛的重物，拉绳子 的速度为多少时，拉力做功的功率 刚好22.4瓦。（不计绳重和摩擦）
解析：此动滑轮的机械效率为
由于不计绳重和摩擦，故动滑轮重G动可由：
F

1 2
G物

G动

求得：G动＝2F－Ｇ物＝２×60牛－96牛＝24 牛
的摩擦不计）
N
因为
. F T A
F＝
1 2
f
f 所以
f=2F=120N
综合分析得：
G 1:竖直方向上有一对平衡力N和G
G=N=80N 2:水平方向上有一对平衡力T和f
T=f=120N
例3 用滑轮组匀速提升重为 2000牛的物体，作用在绳子自由端 的拉力做功的功率为1250瓦，滑轮 组的机械效率为80%，求重物上升 的速度是多少？
1200N
∴80%=
F拉x3
∴F拉=500N
P拉= F拉V绳=500Nx3m/s=1500W
例6、斜面高为1m，斜面长为4m，要把G＝500N的物体 从底端匀速推向顶端．
（1）如果斜面是光滑的，推力F为多大？ （2）如果斜面对重物的摩擦力f =0.05G，那么推力又 是多大？斜面的机械效率是多少？
解析：解答本题的关键是：一要弄清有用功 和总功。将物体提升一定高度做的功——有 用功：Ｗ有＝Ｇ物h；作用在绳子自由端的拉 力做的功——总功：Ｗ总＝Ｐ拉t（因已知功 率），则机械效率可表示为：
二要明白“重物上升”与“绳子自由端拉动”具有同 时性。因此
于是，重物上升的速度
说明：对涉及滑轮组的速度 的问题，关键是抓住“重物上 升或移动”与“绳子自由端拉 动”的同时性，再将对应物理 量用对应的符号代入公式进行 推演和代数变换，问题即可解 决。
（二）、机械效率二率、机械效
１、有用功、额外功和总功
有用功W有
额外功W额
总功W总
利用机械工 利用机械工作时，有用功加额外功
定 作时，对人 对人们无用但又 是总共的功叫做
义 们有用的功 不得不做的功叫 总功，即：
叫做有用功。做额外功。
Ｗ总＝Ｗ有＋Ｗ额
实 质
机械克服物 体阻力做的 功。
克服机械自身重 动力对机械做的 力和摩擦做的功。 功。
2、机械效率η （1）、机械效率：有用功与总 功的比值叫做机械效率。
（2）、计算公式：
在理解有用功、额外功、总功和机
械效率的基础上，对各种情况的机械，还 要能够准确地判定有用功、额外功和总功。 不考虑摩擦，几种典型的情况列表如下：
二、典例解析
例1.如下图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重 为480N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）动滑轮重； （2）绳自由端的移动速度为多大？
提升200牛重物的拉力
F'

1 2
(G'物

G动 )

1 2
(200牛
24牛ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ=112牛
于是，由
P拉

W总 t

F 'h t

F '
得：
说明：凡涉及物重发生变化的动滑轮（或 滑轮组）的问题时，其机械效率是变化的：随 物重的增大而增大。
本题提升200牛重物时
因此，解决这类问题时，首先要求出 动滑轮的重G动：一般用动滑轮（或滑 轮组）省力的特点比较简便。