第九章素养提升 机械和功 能力点7 滑轮组相关计算课件 -2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第九章 机械和功 素养提升 综合能力——机械和功相关计算 能力点7 滑轮组相关计算 1 机械效率相关物理量计算 类型 竖直型滑轮组 水平型滑轮组 装置图 ____________ ___ ___________________________________________ ___ 2 3 思维整合 2 有用功 物体（重为 ）上 升高度为 时所做 的功 ____ 物体移动距离为 时克服摩擦所做 的功 _____ 总功 拉力 移动的距离 ____，所做的 功 _____ 拉力 移动的距离 _____，所做 的功 ______ 续表 思维整合 3 机械效率 ___ 当不计绳重、绳与 滑轮之间的摩擦时 _ ___ 续表 思维整合 4 答 案 呈 现 温馨提示：点击 进入讲评 1 2 3 4 5 6 5 类型1 滑轮组 1.[2023·烟台改编] 在宜居宜业和美乡 村建设中，某施工队正在进行农村基 础设施改建，建筑工人利用小型的升 降机来搬运水泥。如图甲所示，某次 搬运过程中，工人在的时间内，将8袋水泥匀速提起 ， 电动机牵引绳子的拉力为，每袋水泥质量为 。 素养提升练 6 取，则拉力 做功的功率为 _____ ；整个装置的机械效率为 _____ （百分号前保留1位小数）； 为了一次能提升更多的水泥，物理实 践小组利用学过的知识对升降机的滑 轮组进行重新设计，如图乙所示。假 设升降机足够稳定，电动机的输出功 960 83.3 素养提升练 率足够大，电动机牵引绳子的拉力仍 为 ，吊篮及动滑轮的总重力为 ，不计绳重和摩擦，则设计的这 种装置一次能提起____袋水泥。 14 素养提升练 【点拨】图甲中绕在动滑轮上的绳 子的段数是2段，绳子自由端移动的 距离 ，拉 力 做的功 ，拉力 做功的功率 。水泥的 总重力 ，滑轮组 素养提升练 9 克服水泥重力做的功是有用功，有 用功 ，机械效率 。由图 乙可知，动滑轮承担物重的绳子的 段数是3段，不计绳重和摩擦，根据 （ ）得，水泥的 素养提升练 总重力 吊 ， 设计的这种装置一次能提起水泥的 袋数 。 返回 素养提升练 2.小明同学利用图甲的装置探究滑轮组的机械效率，当拉力 时，恰好能将物体匀速提升，则拉力 做功 ____；图乙是滑轮组机械效率随物体重力 的变化图像 （不计绳重和摩擦）。图乙中和相差 ，由此可知动 滑轮重___ 。 1.2 4 素养提升练 12 【点拨】根据图甲可知，有三段绳子拉着动滑轮，则绳子自 由端移动的距离是物体上升高度的3倍，则 ；拉力所做的功为 。不计绳重和摩擦，根据 可知，物体越重，机械 效率越大，图乙中和相差，则 ，即 素养提升练 13 ,代入数据得： ，解得：或 ；由 图乙知时， ，此时物重等于动滑轮重，故 ，所以取 。 返回 素养提升练 3.[2023·泰安模拟] 如图所示，工人用滑轮 组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力 拉绳使工件沿水平轨道匀速运动，速度为 ，经 将工件送到目的 地。已知工件的质量，运动过程中所受阻力 是 重力的0.2倍；不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的 机械效率，取 。求： 素养提升练 15 （1）工人拉力 做功的功率。 素养提升练 16 【解】建筑工件的重力 ，运动过程中所受的阻力 ， 由图可知，绳子的有效股数 ，则滑轮组的机械效率 ， 解得： ，绳子自由端移动的速度 素养提升练 17 ，则工人 拉力 做功的功率 。 素养提升练 （2）动滑轮的质量。 不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由 可得，动滑轮的重力 ，由 可得，动滑轮的质量 。 返回 素养提升练 19 4.[2024·西安期末] 如图所示，起重机是通过电 动机拉动绳子乙带动滑轮组工作的装置 （滑轮组的连接方式未画出）。质量为 的 货箱 放在水平地面上，与地面的接触面积为 。在匀速拉起货箱 的过程中，电动机将 绳子乙匀速收起了，绳子乙的拉力做了 的功， 滑轮组所做的额外功为。（不计绳重和摩擦， 取 ） 素养提升练 20 （1）求拉力 的大小。 【解】电动机将绳子乙匀速收起了 ，绳子 乙的拉力做了的功，根据 可 知，拉力的大小为 。 素养提升练 21 （2）匀速拉起货箱的过程中，求滑轮组的机械 效率。 根据可知，拉力 做的有用 功 ，则滑轮组的机械效率 。 素养提升练 22 （3）绳子乙的拉力为 时，货箱未离开地面，求此时货 箱对地面的压强。 素养提升练 23 根据 可知，货箱上升的高度 ，绳子的有效股数 ；不计绳重和摩擦，根据 可知，动滑轮重力 ；当绳子乙的拉力 为时，根据 可知，货箱对滑轮组的拉 素养提升练 24 力 ，根据力的 作用是相互的可知，滑轮组对货箱的拉力 ， 货箱对地面的压力大小等于地面对货箱的支持力，等于货箱 的重力减去滑轮组对货箱的拉力，即 素养提升练 ，则此时货箱对地面的压强 。 返回 素养提升练 类型2 滑轮组与浮力结合 5.如图甲所示的滑轮组从水中提升物 体，已知被提升物体 重力为 ，的体积为 ，在 物体 未露出水面的过程中，绳子 自由端的拉力将物体以的速度匀速提升了 的 高度，此过程中，拉力做的功随时间 的变化图像如图 素养提升练 27 乙所示，不计绳重和摩擦力大小， 忽略水对物体的阻力，则物体 受 到的浮力为____ ，动滑轮重力为 ____。 取 ， 40 80 素养提升练 【点拨】物体 未露出水面的过程 中，所受的浮力 ；物体被匀速提升 所用的时 间，物体 处 于平衡状态，受到平衡力的作用，即有 ，则动 素养提升练 29 滑轮下端挂钩上的绳子对物体 的 拉力 ， 根据力的作用是相互的和二力平衡知识可知，该绳子对挂钩的拉力 ，由图甲可知， 动滑轮上绳子的段数 ，由图 素养提升练 乙可知，当 时，拉力做的 功 ，用滑轮组提升物 体时，所做的总功 ，则绳子自由端 的拉力大小 ，由于不 计绳重和摩擦力大小，由 素养提升练 可得，动滑轮的 重力 。 返回 素养提升练 6.如图甲所示是使用滑轮组从水中打 捞一个正方体物体的简化示意图，在 打捞过程中，物体始终以 的速 度匀速竖直上升，物体未露出水面前， 1 滑轮组的机械效率为，图乙是打捞过程中，拉力 随时 间 的变化图像。（不计绳重，忽略摩擦和水的阻力）则物体 的棱长为___，物体的重力为_________ 。 素养提升练 33 【点拨】由图乙可知，物体从上表 面刚刚到达水面到下表面刚刚离开 水面所用的时间 ，由 可 知，正方体的棱长 。正方体物 体浸没在水中时受到的浮力 液 素养提升练 34 ； 由图甲可知 ，由图乙可知，物体浸没时，绳子自由端 的拉力 ，因为物体未露出水面前，滑轮组的机 械效率 素养提升练 ， 所以物体的重力 。 返回 素养提升练 $$