机械效率计算专题

机械效率计算专题 1、有用功、总功和额外功的关系：W 总=__________________；
2、机械效率的定义：η=________________。

3、在竖直方向上提升物体,nF G FS h G W W 物物总有===η 注:若不计绳重和摩擦 ，则 n G G F 动物+=,机械效率动物物总有G G G W W +==η. 当物体浸在液体中时，上述公式中的G 物改为G 物－F 浮即可
4、在水平方向上拉动物体, nF
f FS S f W W 阻物阻总有===
η
题型一:竖直方向滑轮组的机械效率
例1、如右图所示滑轮组，已知物重400N ，拉力做的总功为1000J ，物体上升的距离是2m ，
不计绳重和摩擦，求 （1）滑轮组的机械效率是多少？（2）动滑轮重？（3）如果物重变为
700N ，则机械效率为多少？
变式1.如图所示，小明同学利用滑轮组匀速提升物重为200N 的物体，此时小明对绳
的拉力为120N ，不计绳重和摩擦。

求：⑴滑轮组的机械效率；⑵如果小明的体重为
600N ，那么他用此滑轮组所提升物体的重力不能超过多少？
变式2.如图3所示的滑轮组，动滑轮重50N ，用这个滑轮组把重
为450N 的物体在2s 内匀速提升2m ，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A ．作用在绳自由端的拉力为125N
B ．在2s 内做的总功为900 J
C ．若所挂物体越重，该滑轮组机械效率越小
D ．此过程中该滑轮组的机械效率为90%
变式3.用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重为150N 的物体匀速 提升1m ．不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%，则下列选项错误的是（ ）
A ．动滑轮重一定是100N
B ．有用功一定是150J
C ．总功一定是250J
D ．拉力大小一定是125N
变式4.小李用如图所示的滑轮组把90kg 的物体提升3m ，作用在绳子自由端的拉力是400N ，不考虑绳重及摩擦（g=10N/kg ）．求：
（1）滑轮组的机械效率；
1 知识储备 图3
（2）动滑轮的重力．
（3）如果用该滑轮组匀速提升重1200N重的物体，滑轮组的机械效率是多大
专题二：物体受浮力时机械效率的计算
例2.如右图所示滑轮组，物体浸没在水中，已知物重400N，物体的体积为5dm3，拉力做的总功为900J，物体上升的距离是2m（物体始终浸没），不计绳重和摩擦，(g取10N/kg)，求：
（1）动滑轮挂钩对物体的拉力和有用功？
（2）动滑轮重？
（3）额外功?
（4）滑轮组的机械效率？
变式5.为了模拟水中物体被打捞的情境，同学们课外作如下探究：如图，用滑轮组将重200N的物体从底面积为400cm2的圆柱形容器中提起，容器中水面由90cm降到70cm．已知每个滑轮重均为20N（不计绳重、水的阻力及滑轮与中心轴间的摩擦）．求：
（1）所提起物体的密度
（2）物体完全出水后继续上升的过程中，滑轮组的机械效率．
专题三：水平方向滑轮组机械效率的计算
例3.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N．若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（）
A．45N、50%B．45N、75%C．60N、50%D．60N、80%
变式6.如图8所示的装置，用150N 水平拉力F ，匀速拉动重为
500N 的箱子A ，在水平面上沿直线运动了1m ，若滑轮的机械效率为80%，
则拉力F
所做的功为 J ，箱子与水平地面之间的摩擦力为 N ．
变式7.小明利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2000N 的物体A 沿水平方向匀速移动了6m ，若A 所受地面的摩擦力f=600N ，小强所用拉力F=250N ，该装置的机械效率是 ．
变式8.如图，在水平拉力F 的作用下，物体匀速向右运动的距离为L ，水平面对物体的摩擦力为f ，则额外功表达式为 ．
变式9．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G 的物体，若拉力的大小为F ，物体和地面之间的摩擦力大小为f ，A 点的拉力为F A ，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
专题四：其它简单机械的机械效率
例4、用动力臂是阻力臂两倍的杠杆，将重400Ｎ的货物抬高20cm ，手向下压杠杆的力是220Ｎ，手下降的高度是40cm ，人做的总功是______Ｊ，有用功是______Ｊ，机械效率是_______．
例5、如图3甲所示。

（1）小明同学将一个重为10N 小球提升10dm 高做的功为
______J 。

（2）小莉同学将同一个小球沿斜面将小球拉升到同一高度，
如图乙所示。

已知斜面长2m ，根据功的原理，理论计算．．．．．．．．．．．
小莉做的最小功是______J ，所需的拉力F 应是_______N 。

（3）实际实验中，小莉发现拉力的大小为6N ，则斜面的机械效率为_________。

（4）请分析小莉实验中产生额外功的主要原因是：_______________________________。

图3 图8。