内容正文:
第16课时 滑轮、斜面及机械效率
1
考点一
滑轮
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
示
意
图
实质 杠杆,l1=l2 动力臂是阻力臂
倍的 杠杆,
l1=2l2
等臂
二
省力
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(续表)
力的关系
(不计滑轮
重和摩擦) F1=F2
距离的
关系 s=h
作用 改变
既可 ,也可以改变
F1=F2
F=G
s=2h
s=nh
力的方向
省力
省力
力的方向
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【点拨】滑轮组绕线作图方法:(1)画最省力的绕法:使与动滑轮相连的绳子段数最多,起点在动滑轮。(2)已知n时的绕法:按照“奇动偶定”的原则,“从内到外”的顺序依次绕线。
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名称 斜面 轮轴
示意图
定义 斜面是一种可以 的简单机械,但必须多移动 由轮和轴组成,能绕固定轴转动的简单机械
其他简单机械
考点二
省力
距离
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原理
(不计
摩擦) FL=Gh,由公式可知,高度相同时,斜面越长越 ,轮轴是可以连续转动的杠杆,动力F1若作用在轮上可省力,若作用在轴上则费力
应用 螺旋楼梯、盘山公路、螺丝钉 方向盘、水龙头、扳手
(续表)
省力
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功的分类
考点三
三种功 概念 计算方法
有用功 无论是否使用机械都必须做的功,用W有表示 W有=G物h,
W有=fs物
额外功 我们不需要但又不得不做的功(主要指克服机械自重和摩擦所做的功),用W额表示 W额=G动h(忽略摩擦和绳重),
W额=W总-W有
总功 有用功和额外功 ,用W总表示 W总= ,
W总=Fs,
W总=Pt
之和
W有+W额
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定义 有用功跟总功的 ,用符号 表示
公式
说明 机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总 总功,故机械效率总
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机械是省力还是费力
提高
方法 增大物重;减轻机械自重;减小摩擦(斜面还可以增大倾角)
机械效率
考点四
比值
η
η=
小于
小于1
无关
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基础配练1:如图16-1所示,利用滑轮组匀速提升重为10 N的物体,动滑轮重2 N,物体被提升了0.5 m,若不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是 m,绳端的拉力F是 N。其中定滑轮的作用是 。
图16-1
1
6
改变力的方向
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基础配练2:斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小波和小新分别用如图16-2所示的甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是( )
A.甲不能省力,但能省距离
B.甲能省力,也能省距离
C.乙能省力,也能省距离
D.乙能省力,不能省距离
图16-2
D
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基础配练3:如图16-3所示,用200 N的拉力F把重300 N的物体匀速提升了2 m,此过程中拉力F所做的功为 J,该动滑轮的机械效率为 。
图16-3
800
75%
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基础配练4:在斜面上将一个重4.5 N的物体匀速拉到高处(如图16-4所示),沿斜面向上的拉力为1.8 N,在斜面上移动的距离s=1.2 m,上升的高度h=0.3 m。若把重物直接提升h所做的有用功为 J,这个斜面的机械效率是 。
图16-4
1.35
62.5%
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重难一
定滑轮、动滑轮、滑轮组的相关计算
例1 如图16-5所示,用三个相同的滑轮提起相同的重物时,所需拉力分别为F1、F2和F3,不计绳重和摩擦,若滑轮和物体重分别为2 N和10 N,匀速提升重物G时,拉力F1= N,
F2= N,F3= N。
图16-5
6
22
10
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[解析]不计绳重和摩擦,图甲中使用的是动滑轮,则所用拉力F1=(G+G动)=×(10 N+2 N)=6 N,图乙中所用拉力F2=nG+G动=2×10 N+2 N=22 N,图丙中使用的是定滑轮,则所用拉力F3=G=10 N。
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例2 如图16-6所示,两个物体的重力分别是G1和G2,当滑轮平衡时,G1∶G2为(忽略绳重、滑轮重及摩擦) ( )
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶3 D.1∶2
图16-6
B
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例3 如图16-7所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下以2 m/s的速度匀速运动,此时弹簧测力计B的示数为8 N,如果动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和滑轮的摩擦均不计,那么物体A与水平面的摩擦力以及拉力F的功率分别为