滑轮组机械效率分类指导
机械效率是每年各地中考的考点,而关于滑轮组机械效率的计算又是考查的重点。求解滑轮组机械效率的问题有以下两种情况:
一、使用滑轮组在竖直方向提升物体
解题指导:使用滑轮组在竖直方向提升重物的过程中,克服物体重力所做的功是有用功,W有=G物h;在不计绳重和摩擦阻力的情况下,对动滑轮所做的功是额外功,W额=G动h,故W总=W有+W额=G物h+G动h(或W总=Fs)。若滑轮组有n段绳子承担物重,则
机械效率(或
)。
例1工人师傅利用如图1所示的装置来提升重物,若物体重800N,每个滑轮重20N,不计绳重及摩擦,工人师傅需用_______N的拉力才能将重物匀速拉起,机械效率为_______(结果保留一位小数)。
解析由图知,该滑轮组由“一定一动”组成,重物由2段绳子承担,在不计绳重及摩擦时,拉力;滑轮组的机械效率
(或
)。
答案41097.6%
二、使用滑轮组水平方向拉动物体
解题指导:使用滑轮组在水平方向拉动物体的过程中,克服物体与水平面之间的摩擦力所做的功是有用功,W有=fs物,拉力F所做的功是总功,W总=Fs绳,若滑轮组有n段绳子承担物体与地面间的摩擦力,则机械效率
。
例2如图2所示,物体A被滑轮组拉着在水平地面上5s内匀速直线运动了2m,它受到地面的摩擦阻力是96N,绳端拉力F为40N,则A物体的运动速度是______m/s,拉力F的功率是_______W,该滑轮组的机械效率是_______。
解析A物体的运动速度为;由图知,s绳=3s物=3×2m=6m,故拉力所做的功W=Fs绳=40N×6m=240J,拉力的功率(或绳子自由端移动的速度v绳=3v物=3×0.4m/s=1.2m/s,拉力的功率P=Fv绳=40N×1.2m/s=48W);该滑轮组的机械效率为。
答案0.44880%