内容正文:
第二十讲 滑轮 斜面 滑轮组及其机械效率(2~6分)
考点一:滑轮
定滑轮 动滑轮 滑轮组 (1)画滑轮组最省力的绕线,就必须使得与动滑轮相连的绳子段数最多;(2)确定与动滑轮相连绳子的段数n,按照“奇动偶定”的原则,“从内到外”的顺序依次绕线。
定义 轴固定不动 轴随物体一起运动 定滑轮和动滑轮的组合
特点 力,但_______改变力的方向 力,但______改变力的方向 既省力,又可以改变力的方向
动力情况 F=___________ F=_____________ F= (n为吊着物体的绳子段数)
不省
可以
省
不可以
G物
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考点二:其他简单机械
名称 斜面 轮轴
示意图
原理(不计摩擦) FL=Gh,由公式可知,斜面越长越
____________ =
应用 盘山公路 方向盘、水龙头、扳手
省力
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考点三:机械效率
1.有用功:为达到目的__________做的功。
2.额外功:对人们没用但又_________做的功。
3.总功:有用功和额外功的__________。公式:W总=_________+W额或W总=Fs。
4.机械效率
(1)定义:有用功跟总功的___________。
(2)公式:________________。
(3)意义:机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量,但机械效率的高低与使用的机械是省力还是费力___________(选填“有关”或“无关”)。
(4)提高方法:①减小机械的摩擦(加润滑油等);②减小机械的自重;③增大物重(斜面还可以增大倾角)。
必须
不得不
总和
W有
比值
η= ×100%
无关
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考点四:不同模型的机械效率的计算方法
模型 有用功W有 总功W总 机械效率η
克服物体重力所做的功W有=___________ 绳子自由端移动的距离为s,拉力F所做的功为W总=Fs(或Fnh) ①______________
②η= (不计绳重及摩擦)
克服地面对物体的摩擦力所做的功W有=
fs物 绳子自由端移动的距离为s绳,所做的功
W总=_______________ = =
克服物体重力所做的功W有 =____________ 物体移动的距离为s,所做的功W总=_____________ ①________________
②
Gh
Fs绳(或Fns物)
Gh
Fs=Gh+fs
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考点一:滑轮及滑轮组
【典题1】
(2023保定莲池区二模)如图所示,某建筑工人利用滑轮组提升水平地面上重900 N,底面积为200 cm2的方形货箱,货箱20 s内匀速上升4 m,工人所用拉力F为400 N(不计绳重和摩擦),
则( )
A.人拉绳的速度为0.2 m/s
B.动滑轮的重力为360 N
C.这段时间拉力F做功为3 600 J
D.当绳端拉力为200 N时,货箱对地面的压强为3×104 Pa
D
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【横向拓展1-1】(水平方向)(2023邢台模拟)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。一次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块A(重为G)被匀速拉升的高度为h,拉力F和配重水泥块A的运动速度分别为vF和vA(不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑轮间的摩擦)。下列说法不正确的是( )
A.M是定滑轮
B.拉力F=2G
C.vA=2vF
D.F 做的功为Fh
D
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【横向拓展1-2】
(设计类)(2023金昌中考)如图所示,小亮用滑轮组将装修材料运到楼上,请用笔画线帮他组装成最省力的滑轮组。
通用通法
判断绳子股数的方法
(1)分割法:在定滑轮和动滑轮之间作一条水平辅助线,假设它把滑轮组的绕线“截断”,数出动滑轮上连接的绳子段数,即为吊着重物绳子的股数n。
(2)公式法:根据动滑轮个数来判断,如果有n个动滑轮,绳子的一端系在动滑轮上,绳子的股数是2n+1股,系在定滑轮上是2n股。
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考点二:机械效率及其简单的计算
【典题2】
(2022聊城中考)如图所示,工人用200 N的拉力将重为300 N的物体匀速提升一定高度,
不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率是_______。如果用该动滑轮提升重为400 N的物体,
动滑轮的机械效率__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【横向拓展2-1】(滑轮组类)(2023石家庄晋州模拟)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,5 s内将