《简单机械和功》三种简单机械的效率公式 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

Uin1993 滑轮组的机械效率 【基础公式】如下表所示，在用滑轮组竖直提升物体和水平移动物体时，绳子自由端和目标物体之间关于力的关系、距离的关系以及速度的关系有三个重要的公式，它们是解题的关键，请大家务必熟记上表这几个公式。 使用方式 动滑轮、滑轮组提升物体 动滑轮、滑轮组平移物体 示意图 力的关系 不计绳重、绳与滑轮间的摩擦 不计绳重、滑轮重、绳与滑轮间的摩擦 距离的关系 速度的关系 【问题1】利用滑轮组提升或平移物体的时候，总功怎么计算，请写出你所想到的所有计算总功的方法。 【问题2】利用滑轮组提升或平移物体的时候，有用功怎么计算，请写出你所想到的所有计算有用功的方法。 （提升物体） （平移物体） 【问题3】利用滑轮组提升物体的时候，额外功的来源有哪些，请写出你所想到的所有计算额外功的方法。 额外功一般是克服机械自重和摩擦所做的功，利用滑轮组提升物体的时候，额外功有两大来源：①克服绳重和摩擦所做的功；②克服动滑轮重所做的功。利用 算出的是总的额外功，因此有：总的额外功=克服绳重和摩擦所做的额外功+克服动滑轮重所做的额外功。在不计绳重和摩擦时，总的额外功=克服动滑轮重所做的额外功。 （提升物体，且前提是不计绳重和摩擦） 【问题4】请写出滑轮组的机械效率公式及其推导公式。 （普遍适用） （不计绳重和摩擦） 平移物体 （普遍适用） 【问题5】动滑轮的自重怎么计算，请写出你所想到的所有计算的方法。 ①不计绳重和摩擦： ； ； ②考虑绳重与摩擦：先用总的额外功减去克服绳重和摩擦所做的额外功得出克服动滑轮重所做的额外功，则有 【问题6】在竖直向下对绳子施力时，人对绳子的最大拉力是多少，在不计绳重与摩擦且绳子能承受足够拉力时，人能够拉起的最大物重怎么计算？ 在竖直向下对绳子施力时，人对绳子能够施加的最大拉力等于自身重力。人对绳子自由端施加的拉力越大，能够提起的物重就越大。最大物重为 【问题7】滑轮组的机械效率与哪些因素有关，如何提高滑轮组的机械效率？ 滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重以及摩擦等因素有关，与绳子的绕法、提升物体的高度、速度等因素无关；①其他条件一定时，物重越大，机械效率越高；②其他条件一定时，动滑轮越轻，机械效率越高。 斜面的机械效率 【情景】在斜面上将一个重为G物体从斜面底端匀速拉到顶端（如图所示），沿斜面向上的拉力为F，斜面长为s、高为h，物体所受滑动摩擦力为f。 【问题1】斜面作为一种简单机械，它的特点是什么？生活中有哪些地方用到了斜面这种机械？ 斜面的特点：省力，斜面越平缓越省力 斜面的应用：盘山公路，螺丝钉的螺纹（螺纹越密越省力）等 【问题2】利用斜面提升物体，总功怎么计算？请写出你所能想到的计算总功的全部方法。 【问题3】利用斜面提升物体，有用功是什么？请写出你所能想到的计算有用功的全部方法。 【问题4】利用斜面提升物体，额外功怎么计算？请写出你所能想到的计算额外功的全部方法。 【问题5】利用斜面提升物体，斜面对物体的滑动摩擦力怎么计算？ 【问题6】沿斜面将物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体所受摩擦力与拉力的关系是什么？ ∵利用斜面提升物体，总功总大于额外功，即 ∴；即物体所受摩擦力总小于所受拉力 【问题7】请写出斜面的机械效率公式 【问题8】斜面的机械效率和哪些因素有关？具体有什么关系？ 斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和倾斜程度有关，与物体所受的重力无关； ①当斜面倾斜程度一定时，斜面越光滑，机械效率越高； ②当斜面粗糙程度一定时，斜面越陡峭，机械效率越高。 【问题9】用光滑斜面提升物体，斜面的机械效率是多少？ 用光滑斜面提升物体时，没有额外功，总功=有用功，因此机械效率为100% 杠杆的机械效率 【情景】如图所示，轻质杠杆AB可以绕O点转动，在杠杆的B端挂一重为G的物块，在A端施加一个始终竖直向下的力F，将重物慢慢提升到一定高度，使杠杆处于图示的位置静止。此过程中，重物上升的高度为，拉力F下降的高度为。 【问题1】请分别找出图示杠杆的五要素，并画出动力臂和阻力臂。 【问题2】在重物被缓慢提升过程中，动力F如何变化？ ∵ ，在缓慢提升重物的过程中， （三角形的相似），而 为一个定值，∴F不变 【问题3】利用杠杆提升物体时，总功如何计算？说出你所想到的所有计算总功的方法。 【问题4】利用杠杆提升物体时，有用功怎么计算？说出你所想到的所有计算有用功的方法。 【问题5】利用杠杆提升物体时，额外功来自哪里？说出你所想到的所有计算额外功的方法。 （不计绳重、杠杆与转轴处的摩擦） 【问题6】杠杆的机械效率怎么计算？ 【问题7】不计绳重和摩擦的情况下，杠杆的自重怎么计算？ 【问题8】杠杆的机械效率与哪些因素有关？如何提升杠杆的机械效率？ 杠杆的机械效率与杠杆自重、所提升的物重、物体的悬挂点等因素有关。 ①其他条件一定时，杠杆自重越小，效率越高； ②其他条件一定时，所提升的物重越大，效率越高； ③其他条件一定时，物体的悬挂点离支点越远，效率越高。 【要求】 一、标色块的要求会推导，不要求默背； 二、影响机械效率的因素的相关结论要求默背； 三、除了标色块的公式，剩下所有公式需要背下来 2 学科网（北京）股份有限公司 $$