探究滑轮组解题规律 --2022-2023学年苏科版物理九年级上册

探究滑轮组解题规律 目录 竖直滑轮组模型 水平滑轮组模型 机械效率综合问题 模型一：竖直滑轮组的基础规律 S= h; F= ; VF= V物。 竖直滑轮组机械效率的模型 机械效率：η=W有/W总*100% W额=G动·h（忽略绳重及摩擦） W总= G·h+ G动·h W总=F·s η= G·h/(G·h+ G动·h)*100% η= G·h/F·s*100% 如何提升机械效率： 1.增大物重 2.减小动滑轮重 例题1 如图所示滑轮组把重600N的货物匀速提高2m，所用的拉力是375N，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。 解：W有= G·h=600N x 2m=1200J W总=F·s=375N x 4m=1500J η=W有/W总*100%=1200J/1500J*100%=80% 答：总功为1500J，有用功为1200J，这个滑轮组的机械效率为80%。 例题2 如图所示，某工人利用滑轮组提升矿井中重800N的物体A，当他所用的拉力F=500N时，物体A在10s内匀速提升2m。若不计摩擦和绳重，下列说法中正确的是（ BD ）多选 A.滑轮组的机械效率为85% B.动滑轮的重力为200N C.拉力所做的额外功是1000J D.拉力的功率为200W 例题3 用如图所示滑轮组将质量为48kg的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N；若用该滑轮组将重570N的物体匀速提升2m时，不计绳重和滑轮轴摩擦、绳子的伸长，（g=10N/kg），则（ B ） A.前、后两次滑轮组的机械效率相同 B.后一次绳端拉力做的功为1380J C.动滑轮受到的重力是40N D.前一次绳端拉力的功率是144W 模型二：水平滑轮组的基础规律 S2= 2 S1; F= （1/2）f ; VF= 2 V物。 模型二：水平滑轮组机械效率 机械效率：η=W有/W总*100% W有=f·s1 W额= （绳与滑轮的摩擦） W总=F·s2 η= f·s1/F·s2*100% 如何提升机械效率： 1.增大物重 2.减小动滑轮重 例题1 已知：物体A所受摩擦力为25N，在大小为20N的拉力F作用下做匀速运动，速度0.25m/s，运动时间5s。 求：滑轮组的机械效率。 解：S1=vt=0.25m/s x 5s=1.25m S2=2S1=2 x 1.25s=2.5m W有=f·s=25N x 1.25m=31.25J W总=F·s2=20N x 2.5m=50J η=W有/W总*100%=31.25J/50J*100%=62.5% 答：滑轮组的机械效率为62.5%。 例题2 一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来 一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若车重为8x104N，汽车受到的阻力位车重的0.03，滑轮组的机械效率为80%。问： （1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？ （2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？ 解： （1） η= f·s1/F·s2*100%= f·s1/F·4s1*100%=f/4F f=0.03xG=0.03x 8x104N=2400N 所以F=f/4η=2400N/（4x80%）=750N （2）P=Fv=750Nx0.4m/s=300w 答： （1）至少用750N才能将汽车拉出 （2）司机做功的功率是300w。 机械效率综合问题 例题1 如图所示，重为1140N的物体，它与水平地面的接触面积为1.5x103cm2.工人师傅用600N的力匀速提升物体，物体的速度为0.2m/s。（不计摩擦及绳重）求： （1）工人师傅拉绳的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）体重为450N的小明用此滑轮组提升物体，但物体没有被拉动，物体对地面的最小压强为多大。 解： （1） P=Fv=600Nx0.4m/s=240w （2） η= G·h/F·s*100%= G·h/F·2h*100%=95% （3） G动=2F1-G=2x600N-1140N=60N F拉=2F2-G动=2x450N-60N=840N F压=G-F拉=1140N