第26讲 简单机械-滑轮与滑轮组-【暑假自学课】2023年新九年级科学暑假精品课

第26讲 简单机械--滑轮与机械效率 1. 滑轮与滑轮组的受力分析 2. 斜面的计算 3. 机械效率的计算 一.滑轮 1.滑轮的定义：滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。 2.滑轮的实质：类似于一个变形的杠杆，受力可根据杠杆平衡原理分析。 2.滑轮的分类： （1）定滑轮：轴固定不动 ①特点：类似于一个等臂杠杆，不省力，不费距离，可改变力的方向 ②应用：旗杆顶部滑轮，用来改变力的方向的装置 （2） 动滑轮：轴随着物理一起运动 ①特点：类似于一个省力杠杆，动力臂为阻力臂的二倍，省一半的力，费二倍距离 ②应用：各种省力装置的滑轮 【注意】 1. 对于滑轮的受力分析最好使用受力平衡，一直动滑轮定滑轮有时会影响判断 2. 并非不动的一定是定滑轮，如人在船上通过滑轮拉船 二.滑轮组 1.滑轮组的定义：由若干个定滑轮和若干个动滑轮组合成滑轮组；同时具备定滑轮和动滑轮的特点。 2.依据受力平衡可得：使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一；即F=1/n (G物+G动) 。 3.特点：既能改变力的大小，又能改变力的方向 4.如有n股绳与下端滑轮连接则（nF=G物+G动）绳端移动速度为滑轮移动速度的n倍 5.横向的滑轮依据受力平衡进行分析，运动的速度大小可依据滑轮组分析 三.机械效率 1.相关物理量的意义： (1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。 (2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。 (3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外 2.机械效率： （1）定义：有用功跟总功的比值，公式η＝×100% （2）增大效率的方法： ①有用功不变，减小无用功 ②无用功不变，增大有用功 ③减小无用功，增大有用功 3.滑轮组的机械效率：η＝Gh/FS = G物/（G物+G动） 四.斜面 1.斜面定义：与水平面成倾斜的光滑平面，称为斜面 2.斜面本质：增大了做功的距离，从而起到了省力的作用 3.假设光滑无摩擦的斜面：（W总=FS=Gh） （1）斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之几。 （2）要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力。 4.有摩擦力的斜面（机械能守恒）：（W总 = FS = Gh + fL ） 5.常见的斜面：盘山公路，螺丝的螺纹，倾斜的轨道 五.轮轴 1.轮轴定义：由（外围的）轮和（中间的）轴组成的能绕轴心转动的简单机械。 2.轮轴本质：可理解为一种变形杠杆，受力在两侧边缘，距轴心远更省力 考点一：滑轮与滑轮组 【例1】如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体 M 匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（　　）    A．利用机械丙提升M时省力 B．丙的机械效率小于乙的 C．F乙和F丙两个力所做的功相同 D．F甲做的功的功率一定小于F乙的 【例2】如图所示，该装置处于静止状态。若不计滑轮重、绳重及一切摩擦，物体的重力分别为G1和G2，则G1∶G2等于（　　） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶1 D．无法判断 考点二：斜面的受力分析 【例1】如图所示是我国政府为缓解山区人民出行难的问题而修建的盘山公路，修建盘山公路的目的是（　） A．减小汽车的重力 B．减小汽车牵引力所做的功 C．减小汽车上坡时所需的牵引力 D．减小汽车上坡时行驶的路程 【例2】如图所示，某商场要把同一种货物搬运到同一辆汽车上，可采用甲、乙两种不同的方式，下列说法中正确的（　　）    A．甲图所用方法克服货物重力做功多 B．甲图所用方法比乙图所用方法机械效率高 C．甲图中，所搭斜面越长机械效率越高 D．甲图中，所搭斜面越长越省力 考点三：机械效率的计算 【例1】物理是一门“源于生活，用于生活”的学科，学好物理知识，可以帮我们巧妙的解决 生活中的难题，在一次搬重物时，小明爸爸要把180kg的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用900N的力用了5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（　　）    A．小明爸爸对重物做了360J的功 B．小明爸爸做功的功率为15W C．此次简易斜面装置的机械效率为50% D．斜面是一种费力杠杆 【例2】如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（　　）    A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为800N C．拉