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滑轮组的机械效率。我们的学习目标是计算滑轮组在水中提升物体的机械效率,计算滑轮组沿水平方向拉物体的机械效率。机械效率是衡量机械做工性能好坏的标志。要计算滑轮组的机械效率需要明确有用功和总功。有用功是为达到目的必须做的功。若我们使用该滑轮组使物体匀速向上升高H则动滑轮对物体拉力做的功即为有用功。GW有等于F拉乘H所以求有用功还需要知道拉力的大小,忽略绳重时,把绳子和物体看作一个整体,对物体进行受力分析可知,动滑轮对物体的拉力大小等于物体重力。GW有等于F拉乘H等于GH若使用该滑轮组使物体在水中向上匀速升高,H有用功的表达式还是GH吗?答案是B在水中匀速提升物体时,有用功依然是动滑轮对物体拉力做的功。为求F拉我们对物体进行受力分析,此时的拉力等于重力减浮力,所以有用功W有等于G减F伏乘H虽然两种情况下有用功的表达形式不同,但本质都是动滑轮对物体拉力做的功。因为拉力不一定等于重力,所以有用功的表达式不一定都是GH拉力需要在不同情况下进行受力分析。理解有用功后,那总功是什么呢?总功是我们利用机械时所施加动力做的功,所以两种情况下,总功均为绳子自由端的利益做的功。若绳子自由端移动的距离用S表示,则总功均可表示为W总等于FS根据机械效率公式,伊塔等于W有比W总可推出两种情况下,动滑轮提升物体的机械效率分别为GHBFSG减F符乘HBFS。这是岸边打捞金属块的场景。已知均匀实心金属块的体积为5乘10的负3次方立方米,重力为400牛。若人用200牛的拉力使金属块在水中匀速上升3米后,还未露出水面,不计水对金属块的阻力、滑轮重、绳重和摩擦,求该过程中动滑轮对金属块所做的有用功,你来选出真正的有用功。答案是B因为W有等于F拉乘HH为3米,还需要求出动滑轮对物体拉力的大小。那我们对金属块受力分析可知,动滑轮对物体的拉力等于重力减浮力。由于物体浸没的体积和水的密度已知,我们可根据F浮等于柔水GV排计算浮力代入数据可得浮力大小为50牛,即动滑轮对物体的拉力为350牛,有用功为1050焦,要求装置的机械效率由公式之eta等于W有比W总还需要计算总功FS有提一只拉力F为200牛,那S是多少呢?答案是6米。因为连接动滑轮的绳子段数为两段,所以绳子自由端移动的距离是金属块的两倍,S为6米,代入数据计算可得总共为1200焦,即装置的机械效率为W有比W总等于87.5%。我们还会见到利用滑轮组沿水平方向拉物体的情况,想一想此时有用功的表达式与竖直方向提升物体的表达形式相同吗?答案是不同。有用功是动滑轮对物体拉力做的功,GW有等于F拉乘S物体沿水平方向匀速运动时,拉力的大小和谁有关呢?对物体受力分析可知,动滑轮对物体的拉力大小等于地面对物体的摩擦力,所以有用功可表示为W有等于FS物两种情况。有用功都是动滑轮对物体拉力做的功,只是拉力的表达形式不同,总功依然是绳子自由端的力做的功,表示为FS。所以动滑轮拉动物体的机械效率分别为GHBFSFSOBFS。看在建筑工地上,小明用25牛的拉力使重为300牛的物体A沿着水平地面匀速运动。2米A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍。求该过程中滑轮组对物体A所做的有用功,你来选出有用功的表达式。答案是B因为有用功公式中F拉未知,所以对物体A受力分析可知,拉力等于摩擦力,即动滑轮对物体做的有用功为W有等于FS5,其中摩擦力为重力的0.2倍,计算可得为60牛。代入数据之有用功为120焦,要求滑轮组的机械效率伊塔等于W有比W总还需要计算总功,你来计算,选出正确的选项。答案是B已知拉力等于25牛S为绳子自由端移动的距离。图中连接动滑轮的绳子段数为三段,所以绳子自由端移动的距离是物体移动距离的三倍GS等于6米,代入数据计算可得总共为150焦,则动滑轮的机械效率W有比W总等于80%。对比一下这三种情况机械效率的计算过程,我们都是从机械效率的公式伊塔等于W有比W总入手。这三种情况下总攻均为绳子自由端拉力做的功,GW总均为FS所以明确每种情况下有用功的表达式是解题关键。而有用功是动滑轮对物体拉力做的功,GW有等于F拉乘S5。当物体做匀速直线运动时,我们通过对物体受力分析,分别求出每种情况下动滑轮对物体的拉力,再带入W有等于f fa乘S5,得到有用功的表达式分别为GHG减F符乘H和摩擦力F乘物体移动的距离S5。最后代入机械效率的公式,就可以分别求出3种情况下计算机械效率的表达式了。今天我们明确知道了滑轮组的有用功是动滑轮对物体拉力做的功,总结了三种情况下滑轮组机械效率的计算公是你学会了吗?咱们下个视频见。