滑轮组机械效率计算专题1
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率引言在机械领域中，滑轮组是一种常见的机械装置，它由多个滑轮组成，用于改变力的方向和大小，以便完成各种机械工作。
在滑轮组中，机械效率是一个非常重要的概念，它表示实际输出功率与输入功率之间的比值。
本文将介绍滑轮组的机械效率以及影响机械效率的因素。
滑轮组的机械效率概述滑轮组的机械效率是指滑轮组在传递力和改变力方向时的效率。
通常情况下，滑轮组的机械效率是小于1的，这是因为在滑轮组中，存在一些能量损失，如摩擦损失和弹性变形损失。
因此，实际输出功率会小于输入功率。
影响滑轮组机械效率的因素滑轮组的机械效率受多种因素的影响，下面将介绍其中几个主要的因素。
摩擦损失摩擦是影响滑轮组机械效率的主要因素之一。
在滑轮组中，滑轮与滑绳、滑块等传动部件之间会产生摩擦，从而导致能量损失。
为了降低摩擦损失，可以采取一些措施，如使用润滑剂、降低滑轮与传动部件的接触面积等。
弹性变形损失滑轮组中的弹性变形也会导致机械效率的损失。
当滑轮和滑绳受到力的作用时，它们可能会产生弹性变形，从而导致能量损失。
为了减少弹性变形损失，可以选择合适的滑轮材料和设计滑轮的结构。
机械间隙滑轮组的机械间隙也会对机械效率产生影响。
机械间隙是指两个相邻滑轮之间的距离，如果间隙过大，会导致力的损失和能量的浪费。
因此，在设计滑轮组时，需要合理控制机械间隙，确保力能够有效传递。
滑轮摩擦率滑轮的摩擦率也会对机械效率产生影响。
摩擦率是指滑轮表面的摩擦性能，如果摩擦率过大，会导致能量损失增加。
因此，在选择滑轮材料和表面处理时，需要考虑其摩擦率，以提高机械效率。
计算滑轮组的机械效率为了计算滑轮组的机械效率，我们需要知道滑轮组的实际输出功率和输入功率。
实际输出功率可以通过测量滑轮组输出的力和速度来获得。
而输入功率则可以通过测量输入力和速度来获得。
机械效率可以通过以下公式来计算：机械效率 = 实际输出功率 / 输入功率结论滑轮组是一种常见的机械装置，它通过改变力的方向和大小来完成各种机械工作。
机械效率的计算(滑轮组)
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
跟踪练习
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
1、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某 同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块 没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为 25N，求石块在上升过程中： （1）石块受到的浮力为多少？ （2）绳的自由端拉力做功为多少？ （3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m3，g=10N/kg）
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
2、在图所示的滑轮组中，动滑轮的总重是100N（绳 的自重和轮轴间摩擦均不计）。求：（1）当提起 400N的物体时，绳自由端拉力F至少应是多少?滑轮 组的机械效率；（2）若绳子能承受的最大拉力是 200N时， 滑轮组最大的机械效率。
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
2、用如图所示滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
（1）当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时 滑轮组的机械效率； （2）当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m 时，绳端拉力做功的功率。
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
功 、 功 率 、 机 械 效 率 的 计 算
四、巩固练习
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
1、小红同学用如图所示的滑轮组提高重6N的小车。 若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数 是 N；若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示 数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是 ；当动滑 轮总重超过 N时，使用该滑轮组提该小车不再 省力。(不考虑摩擦和绳重)
二、知识储备
（ 滑 轮 组 竖 直 提 升 ）
2019.4机械效率计算专题
机械效率计算题专题1．用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求：（1）拉力所做的功和拉力的功率；（2）滑轮组的机械效率．2. 如图17所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。
某次操作中，工人用400 N 的拉力F在1分钟内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。
在这段时间内：（1）拉力F所做的有用功是多少？（2）拉力F做功的功率是多少？（3）滑轮组的机械效率是多大？3．如图所示，工人用滑轮组提升重240N的物体，所用的拉力为150N，物体在5s内匀速上升lm．求：(1)有用功；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力的功率．4．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将240N的物体匀速提升2m，已知工人的拉力为100N 不计绳重与摩擦阻力，求：（1）工人做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）如果用此滑轮组匀速提升300N的重物，拉力应为多大？5．滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。
某工人用此滑轮组将质量为90kg 的重物提高5m ，所用的拉力是600N 。
求： （1）该重物受到的重力；（2）工人通过滑轮组所做的有用功； （3）工人做的总功； （4）滑轮组的机械效率。
6．湛江港一装卸工人用如图1l 所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg 的货物，所用的拉力F 为500N ，绳子自由端在50s 内被匀速拉下4m ，求：(g 取10N ／kg)(1)提升前货物静止在地面上，与地面的接触面积为0．04m 2，求： （1）货物对地面的压强．（2）提升时绳子自由端的速度． （3）拉力F 的功率．（4）此滑轮组的机械效率．7．如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N 的箱子匀速提升5m ，动滑轮的质量为8kg ，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg ． (1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?8．如图,正方体A 在水平地面上处于静止状态，已知A 的边长为1dm,密度为2X103 Kg/m 3,动滑轮重为2N ，若使A 对水平面产生压强600Pa ，忽略摩擦和绳重，问： （1）此时作用在升段的拉力F 是多大？（2）使用该滑轮组匀速提升物体A 时的机械效率多大？图151．如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：(1)运动过程中克服物体的重力做的功；(2)斜面的机械效率；(3)推力F的大小．2．在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m 的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）．求：（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？3．已知斜面倾角为30°，斜面高为2m．小兵同学用绳子沿斜面将重为400N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端．拉力大小为300N，绳重不计．求：（1）小兵对木箱做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）斜面对物体施加的摩擦力．4．建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的装置，斜面的倾角为300且固定在在水平面上．运送货物时，工人用400N的力拉绳子，重为500N的货物在20s内沿斜面匀速运动6m，求此过程中（1）重物的速度大小；（2）工人提升重物做的有用功；（3）该装置的机械效率．1．湖北省第十四届运动会将于2014年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中．某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？（2）该滑轮组的机械效率是多少？（3）拉力F做功的功率是多少？2．用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2 ×103kg／m3，底面积是0．3m3，重力为600N。
滑轮组的机械效率计算公式
滑轮组的机械效率计算公式1.滑轮组结构及基本原理滑轮组是由多个滑轮或齿轮组成的一种传动装置。
它的基本原理是利用滑轮的周边半径来改变作用力，从而实现力的放大（或减小）和方向的改变。
滑轮组通常由一根或多根绳子、带、链条等构成。
2.滑轮组的机械效率公式η=(输出功/输入功)×100%其中，输出功为滑轮组输出的有效功，输入功为滑轮组输入的有效功。
3.滑轮组的机械功计算输出功=输出力×输出速度输入功=输入力×输入速度其中，输出力为滑轮组输出方向上的力，输出速度为滑轮组输出端的速度；输入力为滑轮组输入方向上的力，输入速度为滑轮组输入端的速度。
4.摩擦损失的考虑在实际应用中，滑轮组会存在一定的摩擦损失，导致机械效率下降。
为了更准确地计算滑轮组的机械效率，需要考虑摩擦损失。
摩擦损失主要包括轮轴和支撑轴承的摩擦损失以及滑轮之间的摩擦损失。
5.传动效率的影响因素传动效率是指能量从输入端传递到输出端的效率。
滑轮组的传动效率受多种因素影响，包括绳轮接触角度、滑轮组转动速度、绳轮材料的摩擦系数等。
为了提高传动效率，可以采取以下措施：减小绳轮接触角度、提高滑轮组转动速度、选择摩擦系数较小的材料等。
6.滑轮组的设计和优化通过合理的滑轮组设计和优化可以提高机械效率。
具体的设计和优化方法包括：选择合适的滑轮组结构和滑轮数量、减小摩擦损失和传动效率、降低材料的质量损失等。
7.示例计算为了更清楚地理解滑轮组的机械效率计算，以下给出一个示例。
假设滑轮组输出力为200N，输出速度为1m/s，输入力为100N，输入速度为2m/s。
根据上述公式计算，可以得到：输出功=输出力×输出速度=200N×1m/s=200J输入功=输入力×输入速度=100N×2m/s=200J因此，滑轮组的机械效率为：η=(输出功/输入功)×100%=(200J/200J)×100%=100%总结：。
关于滑轮或滑轮组机械效率的计算
关于滑轮或滑轮组机械效率的计算有关滑轮或滑轮组的使用，中考只考查使用滑轮或滑轮组提升重物。
使用滑轮或滑轮组提升重物时计算机械效率的基本公式是η=W有1W总×100%。
由于η=W有1W总×100%=Gh1Fs×100%=Gh1F·nh×100%=G1nF×100%，又η=W有1W总×100%=W有1W有+W额×100%=Gh1Gh+G动h×100%（不计摩擦和绳重）=G1G+G动×100%（不计摩擦和绳重）。
另外，η=W有1W总×100%=W有1t1W总1t×100%=P有1P总×100%。
所以计算滑轮或滑轮组机械效率还常用公式：η=Gh1Fs×100%，η=G1nF×100%，η=W有1W有+W额×100%，η=G1G+G动×100%（不计摩擦和绳重），η=P有1P总×100%。
可以根据具体的题目、条件选用。
例如：1。
某人用滑轮组将重300N的物体匀速提起1。
5m，人加在绳子自由端的拉力是120N，绳端移动4。
5m，问：该滑轮组的机械效率是多大？解析先求W有、W总，再根据公式η=W有1W总×100%求η。
或直接使用公式η=Gh1Fs×100%求η。
方法一W有=Gh=300N×1。
5m=450J，W总=Fs=120N×4。
5m=540J，η=W有1W总×100%=450J1540J×100%≈83。
3%。
方法二η=Gh1Fs×100%=300N×1。
5m1120N×4。
5m×100%≈83。
3%。
答该滑轮组的机械效率是83。
3%。
2。
某人用滑轮组将重300N的物体匀速提升1m，人克服动滑轮重、绳重与摩擦所做额外功是100J，问：该滑轮组的机械效率是多大？解析已知W额，能求出W有，可用公式η=W有1W有+W额×100%求出η。
滑轮机械效率计算专题
滑轮组机械效率7．滑轮组装置如图所示，若物体重为300N，拉力大小为120N，将重物匀速提高2m，所用时间是10s，绳重及滑轮之间的摩擦不计，求：（1）提起物体所做有用功（2）拉力的功率（3）该滑轮组机械效率．8．（2008?吴中区二模）利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m，已知滑轮组机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求：（1）提升重物时做的有用功为多少？（2）作用在绳子自由端的拉力为多大？（3）用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是多大？9．如图，已知动滑轮重为30N，物体质量为12Kg，绳重及摩擦均不计．则：（1）物体所受重力多大？（g=10N/kg）（2）匀速提起重物时所用的拉力多大？（3）此时，该滑轮组的机械效率是多少？10．利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m，已知滑轮组的机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求：（1）有用功、所用拉力和动滑轮的重量；（2）用此滑轮组吊起600N的物体，滑轮组的机械效率又是多大？11．用如图所示滑轮组提升重物．人用200N的拉力F在30s使重为360N的物体匀速上升了6m．不计绳重和摩擦，求：（1）人拉绳子做功的功率；（2）此滑轮组的机械效率；（3）若用此滑轮组将600N的重物匀速向上提升了10m则所用的拉力和拉力做的功各是多少？12．某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物，所用的拉力F为300N，绳子自由端10s被拉下2m，在此过程中，求：①拉力F所做的功；②滑轮组的机械效率；③滑轮组中动滑轮的重（不计摩擦和绳重）；④拉力的功率．13．如图所示每个滑轮的重为500N，重物G的重量为1500N，绳索重及摩擦均不计．则：（1）人在匀速提升重物时所用拉力为多大？（2）重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为多大？（3）此时滑轮组的机械效率为多大？14．（2011?）建筑工地上，某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物．若不计摩擦和绳重．求：（1）利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时，所用的拉力是500N，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力做功的功率是750W，求重物在1min匀速上升的高度？（2）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是多少？15．某人用如图所示的滑轮组匀速提升540N的重物，所用的拉力F为200N，绳子自由端被拉动3m，在此过程中，求：（1）拉力F所做的功；（2）滑轮组的机械效率（不计绳重及摩擦）；（3）如果用此滑轮组匀速提升440N的重物，求滑轮组此时的机械效率？16．某工地上用如图所示的滑轮组，匀速提升质量为500kg的物体，在物体上升0.8m的过程中，拉力F的功率为2500W，此滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg）求：（1）滑轮组做的有用功；（2）物体上升的速度；（3）动滑轮的重力；（4）若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为多大？此时的机械效率为多少？17．如图所示，工人将重为240N的物体匀速提起，在2s绳端上升了3m，若此时滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦．求（1）拉力所做的有用功是多少？（2）拉力是多少？拉力的功率是多少？（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是多少？18．（2006?）用如图所示滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×103J，所用的时间为20s．求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率．19．用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s．求：（1）重物上升的速度；（2）拉力所做的有用功；（3）拉力的功率；（4）滑轮组的机械效率．20．（2009?一模）如图，用滑轮组将重900N的物体在10s匀速提高2m，所用的拉力为400N，此过程中，求：（1）所做的有用功为多少？（2）该滑轮组的机械效率为多少？（3）拉力做功的功率为多少？21.21．（2008?）用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升 3 m所用的时间为10s不计绳重和摩擦，求：（1）做的有用功；（2）动滑轮的重力；（3）拉力的功率；（4）滑轮组的机械效率．22．用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力F1为1200N，若此时滑轮组的机械效率为80%，物体速度为1m/s．①拉绳的速度是多少？②拉绳的力F至少为多大？③拉力的功率是多少？23．用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭重6000N，它与地面间的摩擦力f为1500N，若此时滑轮组的机械效率为80%；物体速度为1m/s（1）2s钢锭的重力所做的功；（2）求拉绳子的速度是多少？（3）求拉绳子的力F为多大？拉力F的功率是多少？（4）在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下，如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行的建议．24．用如图的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N 时物体以0.5m/s的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械效率．25．用如图所示的滑轮组，在水平地面上拉动重物G，已知绳自由端拉力F为600N时，恰能让物体以1cm/s的速度匀速向前运动（绳子足够长），此时滑轮组的机械效率为75%，求：（1）物体G与地面的摩擦力．（2）绳自由端拉力F的功率．（3）绳自由端拉力F做功1分钟的过程中，额外功是多少．26．如图，用滑轮组拉物体A使它以2米/秒的速度沿水平面匀速运动，已知拉力F为5牛，滑轮组的机械效率为80%．求：（1）在2秒拉力F做的功多大？（2）拉力F的功率多大？（3）物体与地面间的摩擦力为多大？27．如图所示，已知物体A重1000N，与地面的摩擦力是300N，人通过滑轮组拉动物体使其在10s匀速运动1m，如果滑轮组的机械效率为60%，求：（1）人做的总功；（2）人的拉力；（3）人拉绳的功率．7．分析：（1）由公式W=Gh可以求出有用功；（2）由W=Fs求出拉力的功，然后由功率公式求出拉力的功率；（3）由效率公式求出滑轮组的效率．,解：（1）有用功W有=Gh=300N×2m=600J；（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m，拉力的功W=Fs=120N×6m=720J，拉力的功率P===72W；（3）滑轮组效率：η=×100%=×100%≈83.3%；答：（1）提起物体所做有用功为600J；（2）拉力的功率为72W；（3）该滑轮组机械效率83.3%．8．分析：从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n，s=nh；（1）知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；（2）知道物重和滑轮组的机械效率，利用η===求拉力大小；（3）在不计绳重和摩擦的情况下，利用F拉=先求出动滑轮的重，再利用这个公式求将重G′=455N的物体吊起用的拉力，最后利用η===求此时的机械效率．,解：（1）滑轮组所做的有用功：W有=Gh=180N×10m=1800J；（2）由图知，n=3，∵η===，∴F===75N；（3）∵不计绳重和摩擦，∴F拉=，即：75N=，则G动=45N，提升G′=455N的重物时，F拉′===N，η′=====91%．答：（1）提升重物时做的有用功为1800J；（2）作用在绳子自由端的拉力为75N；（3）用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是91%．9．,已知：m=12kg g=10N/kg G0=30N求：（1）G=？（2）F=？（3）η=？解：（1）物体受到的重力为G=mg=12kg×10N/kg=120N；（2）作用在绳子自由端的拉力为F=（G+G0）=×（120N+30N）=50N；（3）设物体上升h，则绳子拉下3h，滑轮组的机械效率为η=====×100%=80%．答：（1）物体所受重力为120N；（2）匀速提起重物时所用的拉力为50N；（3）此时，该滑轮组的机械效率是80%．10．分析：从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n，s=nh；（1）知道物重和提升的高度，利用W=Gh求有用功；知道物重和滑轮组的机械效率，利用η===求拉力大小；不计绳重和摩擦，利用F=（G物+G动）求动滑轮的重；（2）求出了动滑轮的重，再利用F=（G物+G动）求将重G′=600N的物体吊起用的拉力，最后利用η===求此时的机械效率．,解：（1）滑轮组所做的有用功：W有=Gh=480N×10m=4800J；由图知，n=3，∵η===，∴F===200N；∵不计绳重和摩擦，∴F拉=，即：200N=，则G动=120N；（2）提升G′=600N的重物时，F拉′===240N，η′====≈83.3%．答：（1）提升重物时做的有用功为4800J；拉力为200N；动滑轮的重为120N；（3）用此滑轮组匀速吊起重为600N的物体时，滑轮组的机械效率是83.3%．点评：本题考查了机械效率的计算，利用好绳子的重力和摩擦力不计时拉力F拉=和推导公式η===是本题的关键．11分析：由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2，s=2h，（1）根据W=Fs求出总功，根据P=求出人做功的功率；（2）根据W=Gh求出人做的有用功，根据效率公式求出滑轮组的机械效率；（3）根据F=（G物+G动）的变形式求出动滑轮的重；然后可求用此滑轮组将600N的重物匀速向上的拉力，再利用W=Fs求拉力做的功．,解：（1）由图知n=2，s=2h=2×6m=12m，人做的总功：W总=Fs=200N×12m=2400J；人做功的功率：P===80W；（2）人做的有用功：W有=Gh=360N×6m=2160J；滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=90%；（3）∵不计摩擦和绳重∴F=（G物+G动）∴所用动滑轮的重：G动=2F﹣G=2×200N﹣360N=40N；若用此滑轮组将600N的重物，则拉力F1=（G物1+G动）=（600N+40N）=320N；拉力做的功W1=F1s1=320N×2×10m=6400J．答：（1）人拉绳子做功的功率为80W；（2）此滑轮组的机械效率为90%；（3）则所用的拉力为320N，拉力做的功为6400J．12．,已知：n=2 G=500N F=300N s=2m t=10s求：（1）W=？（2）η=？（3）G动=？（4）P=？解：（1）拉力做的功为W=Fs=300N×2m=600J；（2）物体上升的高度为h===1m，拉力做的有用功为W有用=Gh=500N×1m=500J，滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83%；（3）∵F=（G+G动），∴动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N；（4）拉力的功率是P===60W．答：（1）拉力做的功为600J；（2）滑轮组的机械效率为83%；（3）动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N；（4）拉力的功率是60W．13．分析：（1）绳索重及摩擦均不计，提起物体所用的力是物重和动滑轮重的n分之一；（2）已知物体上升高度可以得到绳子作用点移动的距离；已知拉力和绳子自由端移动的距离，利用公式W=Fs得到总功；（3）已知物重和物体上升高度，可以得到有用功；已知有用功和总功，利用公式η=计算机械效率．,已知：G动=500N，G物=1500N，h=1m，s=2h=2m求：（1）F=？（2）W总=？（3）η=？解：（1）人在匀速提升重物时所用拉力为F=×（G物+G动）=×（1500N+500N）=1000N；（2）重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为W总=Fs=1000N×2m=2000J；（3）拉力做的有用功为W有=Gh=1500N×1m=1500J；滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=75%．答：（1）所用的拉力是1000N；（2）人所做的总功是2000J；（3）机械效率为75%．14．,解：（1）由题意知，拉力在1min做的功为：W总=Pt=750W×60s=45000J 根据W总=Fs 得s===90m由图知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以s=3h则h=s=×90m=30m答：重物在1min上升的高度是30m．（2）因为滑轮组由3段绳子承担物重，所以F=（G物+G动）G动=3×500N﹣1200N=300N则F′=（G物′+G动）=×（1800N+300N）=700N答：当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时，拉力是700N．15．分析：（1）根据W=Fs求出拉力做的功；（2）根据η===求出机械效率；（3）根据F=（G+G动）求出动滑轮重，根据η===求出机械效率．,已知：物重G1=540N，拉力F=200N，拉力移动距离s=3m，物重G2=440N求：（1）拉力F所做的功W=？；（2）滑轮组的机械效率η1=？；（3）滑轮组此时的机械效率η2=？解：（1）拉力做的功W=Fs=200N×3m=600J；（2）滑轮组的机械效率：η1=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；（3）∵F=（G+G动）∴动滑轮重G动=3F﹣G1=3×200N﹣540N=60N，滑轮组此时的机械效率：η2=×100%=×100%=×100%=×100%=88%．答：（1）拉力F所做的功为600J；（2）滑轮组的机械效率为90%；（3）滑轮组此时的机械效率为88%．16．,解：（1）∵m=500kg，g=10N/kg，∴物体的重力为：G=mg=500kg×10N/kg=5000N；而h=0.8m，∴滑轮组做的有用功为：W有=Gh=5000N×0.8m=4000J．（2）从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，∴拉力移动的距离为：S=3h=3×0.8m=2.4m；而此滑轮组的机械效率为η=80%，∴所做的总功为：W总===5000J；又∵拉力F的功率为P=2500W，∴做功的时间为：t===2s，则物体上升的速度为：v===0.4m/s．（3）∵W总=5000J，S=2.4m，∴拉力的大小为：F===N，不计绳重和摩擦，F=（G+G动），即N=×（5000N+G动），解得：G动=1250N．（4）用该滑轮组吊起6250N的重物时，拉力的大小为：F′=（G′+G动）=（6250N+1250N）=2500N；===≈83.3%．∴滑轮组的机械效率为：η′答：（1）滑轮组做的有用功为4000J．（2）物体上升的速度为0.4m/s．（3）动滑轮的重力为1250N．（4）若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为2500N，此时的机械效率为83.3%．17．,解：（1）由图知，n=3，∵s=3h，s=3m，∴h=s=×3m=1m，使用滑轮组做的有用功：W有用=Gh=240N×1m=240J；∵η=，∴使用滑轮组做的总功：W总===300J；∵W总=Fs，∴F===100N，∵不计绳重和摩擦，拉力F=（G物+G轮），即：100N=（240N+G轮），∴G轮=3×100N﹣240N=60N，当提升540N物体时，拉力：F′=（G物′+G轮）=（540N+60N）=200N，此时滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=90%．答：（1）拉力所做的有用功是240J；（2）拉力是100N；拉力的功率是150W；（3）若将540N的物体匀速提高1m，此时滑轮组的机械效率是90%．18．,解：（1）用滑轮组提升物体做的有用功：W有用=Gh=6×102N×2m=1.2×103J（2）拉力的做功功率：P===100W；（3）滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=60%．答：（1）有用功为 1.2×103J；（2）拉力的功率为100W；（3）该滑轮组的机械效率为60%．点评：本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、功率的掌握和运用，能区分使用滑轮组时有用功和总功的计算方法是本题的关键．19．,解：（1）重物上升的速度v===0.3m/s；（2）拉力所做的有用功W有用=Gh=480N×3m=1440J；（3）读图可知s=3h=9m，拉力所做的总功W总=Fs=200N×9m=1800J，拉力的功率P===180W；（4）滑轮组的机械效率η==80%．答：（1）重物上升的速度是0.3m/s；（2）拉力所做的有用功是1440J；（3）拉力的功率是180W；（4）滑轮组的机械效率是80%．20．,解：（1）W有用=Gh=900N×2m=1800J（3）由图知，n=3，s=3h=3×2m=6m，拉力做功：W总=Fs=400N×6m=2400J，滑轮组的机械效率：η===75%；（3）拉力做功功率：P===240W．答：（1）所做的有用功为1800J；（2）该滑轮组的机械效率为75%；（3）拉力做功的功率为240W．21．,解：（1）做的有用功：W有用=Gh=480N×3m=1440J．（2）动滑轮的重力：G动=nF﹣G物=3×200N﹣480N=120N．（3）拉力所做的功：W总=FS=nFh=3×200N×3m=1800J；拉力的功率：P总===180W．（4）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．答：（1）做的有用功为1440J，（2）动滑轮的重力为120N，（3）拉力的功率180W，（4）滑轮组的机械效率80%．22．,解：（1）由图可知，经过动滑轮的绳子股数为3股，拉绳的速度是物体速度的3倍，故拉绳的速度v=1m/s×3=3m/s；答：拉绳的速度是3m/s；（2）假设物体前进距离为s，则克服摩擦力做的功W′=F1s，拉力做的功W=F×3s=3Fs，η=×100%=×100%=×100%=80%，所以F=500N，答：拉绳的力F至少为500N；（3）P=Fv=500N×3m/s=1500W，答：拉力的功率是1500W．23．,解：（1）钢锭在水平方向上移动，在重力方向上没有移动的距离，所以重力做功为0；（2）由图可知动滑轮的绳子段数n=3，则拉绳子的速度v绳=nv物=3×1m/s=3m/s；（3）∵W有=fs物；∴W有=fs物；W总=Fs绳；另s绳=3s物；由η====得：F===625N；∵P===Fv绳，∴功率P=Fv绳=625N×3m/s=1875W；（4）根据影响摩擦力的因素可知，将滑动摩擦变为滚动摩擦，可大大减小摩擦力；故建议为：在物体下面装上轮子．答：（1）2s钢锭的重力所做的功为0；（2）拉绳子的速度是3m/s；（3）拉绳子的力F为625N，拉力F的功率是1875W；（4）在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下，如果想用更小的力拉动钢锭，可将墙上的滑轮和钢锭上的滑轮交换安置，这样就有四根绳子拉钢锭了，能省力．24．,解：（1）由图知此滑轮组由3段绳子承担物体与地面的摩擦．所以v绳=3v物=3×0.5m/s=1.5m/s答：人拉绳端的移动速度是 1.5m/s．（2）η=答：滑轮组的机械效率是80%．25．分析：（1）本题是滑轮组使用的另一种情况﹣﹣将滑轮组水平使用来拉动重物，当滑轮组竖直拉动重物时，滑轮组上升克服的是重物的重力；而此题中的滑轮组水平拉动重物，滑轮组向左移动时克服的是地面的摩擦力．所以，此时有几段绳子拉重物，拉力就是摩擦力的几分之一．但这是在理想情况下，不考虑额外功，机械效率为100%的情况下．如果考虑到机械效率，那么拉力还要用得更多，也就是η===（2）功率P=，题目要求拉力F的功率，也就是要先求出拉力做的功．但此题没有告诉绳端移动的距离，只有物体移动的速度，所以先需根据有几段绳子在拉重物，绳端移动的速度就是物体移动速度的几倍，求出绳端移动的速度．再根据功率P===Fv求出．（3）先根据W=Pt求出1分钟做的功，也就是总功．再由机械效率为75%，算出有用功，最终算出额外功．,解：（1）∵有三段绳子有拉重物，根据η===∴F摩擦=3F拉η=3×600N×75%=1350N（2）∵有三段绳子有拉重物，∴v绳=3v物=3×1cm/s=3cm/s=0.03m/sP拉===F拉v绳=600N×0.03m/s=18W（3）W总=P拉t=18W×60s=1080JW有用=W总η=1080J×75%=810JW额外=W总﹣W有用=1080J﹣810J=270J答：（1）物体与地面的摩擦力是1350N．（2）绳自由端拉力F的功率18W．（3）绳自由端拉力F做功1分钟的过程中，额外功是270J．26．分析：（1）拉物体的力由三根绳子承担，由物体的速度和运动的时间可由s=vt计算出物体移动的距离，由承担拉力的绳子股数可得出绳子头移动的距离s′；由W=Fs′计算拉绳子的力做的功，（2）利用P=计算功率；（3）已知滑轮组的机械效率和总功根据η=求出有用功，利用W=fs即可求摩擦力f．,解：（1）拉物体的力由两根绳子承担，而物体移动的距离s=vt=0.2m/s×2s=0.4m，绳子移动的距离s′=2s=2×0.4m=0.8m，拉力F做的功W总=Fs′=5N×0.8m=4J；（2）拉力F的功率P===2W；（3）∵η=，∴W有用=ηW总=80%×4J=3.2J；∵W有用=fs，∴f===8N．答：（1）在2秒拉力F做的功为4J；（2）拉力F的功率为2W；（3）物体与地面间的摩擦力为8N．27．分析：首先根据如图装置确定绳子段数n=5，水平使用滑轮拉力克服摩擦力做功，与重力没有关系．可以先求有用功，用有用功除以机械效率就可得到总功；拉力等于总功除以拉力移动的距离，拉力移动距离要利用S=nh 计算；人拉绳的功率要用总功除以时间计算．,解：（1）人做的有用功W有用=fh=300N×1m=300J人做的总功W总===500J（2）拉力移动距离S=nh=5×1m=5m人的拉力F===100N（3）人拉绳的功率P===50W答：（1）人做的总功为500J；（2）人的拉力为100N；（3）人拉绳的功率为50W．。
滑轮机械效率计算专题
滑轮组机械效率7．滑轮组装置如图所示,若物体重为300N,拉力大小为120N,将重物匀速提高2m,所用时间是10s,绳重及滑轮之间的摩擦不计,求：1提起物体所做有用功2拉力的功率3该滑轮组机械效率．8．2008 吴中区二模利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m,已知滑轮组机械效率是80%不计绳重和摩擦,求：1提升重物时做的有用功为多少2作用在绳子自由端的拉力为多大3用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时,滑轮组的机械效率是多大9．如图,已知动滑轮重为30N,物体质量为12Kg,绳重及摩擦均不计．则：1物体所受重力多大g=10N/kg2匀速提起重物时所用的拉力多大3此时,该滑轮组的机械效率是多少10．利用如图所示的滑轮组把重480N的物体提高10m,已知滑轮组的机械效率是80%不计绳重和摩擦,求：1有用功、所用拉力和动滑轮的重量；2用此滑轮组吊起600N的物体,滑轮组的机械效率又是多大11．用如图所示滑轮组提升重物．人用200N的拉力F在30s内使重为360N的物体匀速上升了6m．不计绳重和摩擦,求：1人拉绳子做功的功率；2此滑轮组的机械效率；3若用此滑轮组将600N的重物匀速向上提升了10m则所用的拉力和拉力做的功各是多少12．某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N的重物,所用的拉力F为300N,绳子自由端10s内被拉下2m,在此过程中,求：①拉力F所做的功；②滑轮组的机械效率；③滑轮组中动滑轮的重不计摩擦和绳重；④拉力的功率．13．如图所示每个滑轮的重为500N,重物G的重量为1500N,绳索重及摩擦均不计．则：1人在匀速提升重物时所用拉力为多大2重物被匀速提起1m的过程中,人所做的总功为多大3此时滑轮组的机械效率为多大14．2011 宜昌建筑工地上,某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物．若不计摩擦和绳重．求：1利用这个滑轮组匀速提升重为1200N的物体时,所用的拉力是500N,此时滑轮组的机械效率是80%,拉力做功的功率是750W,求重物在1min内匀速上升的高度2当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时,拉力是多少15．某人用如图所示的滑轮组匀速提升540N的重物,所用的拉力F为200N,绳子自由端被拉动3m,在此过程中,求：1拉力F所做的功；2滑轮组的机械效率不计绳重及摩擦；3如果用此滑轮组匀速提升440N的重物,求滑轮组此时的机械效率16．某工地上用如图所示的滑轮组,匀速提升质量为500kg的物体,在物体上升的过程中,拉力F的功率为2500W,此滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦．g=10N/kg求：1滑轮组做的有用功；2物体上升的速度；3动滑轮的重力；4若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为多大此时的机械效率为多少17．如图所示,工人将重为240N的物体匀速提起,在2s内绳端上升了3m,若此时滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦．求1拉力所做的有用功是多少2拉力是多少拉力的功率是多少3若将540N的物体匀速提高1m,此时滑轮组的机械效率是多少18．2006 泉州用如图所示滑轮组将重6×102N的物体匀速提高2m,拉力所做的功为2×103J,所用的时间为20s．求：1有用功；2拉力的功率；3该滑轮组的机械效率．19．用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3m所用的时间为10s．求：1重物上升的速度；2拉力所做的有用功；3拉力的功率；4滑轮组的机械效率．20．2009 岳阳一模如图,用滑轮组将重900N的物体在10s内匀速提高2m,所用的拉力为400N,此过程中,求：1所做的有用功为多少2该滑轮组的机械效率为多少3拉力做功的功率为多少21.21．2008 镇江用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G,所用拉力F为200N,将重物提升3 m所用的时间为10s 不计绳重和摩擦,求：1做的有用功；2动滑轮的重力；3拉力的功率；4滑轮组的机械效率．22．用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭,已知钢锭与地面的摩擦力F1为1200N,若此时滑轮组的机械效率为80%,物体速度为1m/s．①拉绳的速度是多少②拉绳的力F至少为多大③拉力的功率是多少23．用如图所示的滑轮组来匀速拉动钢锭,已知钢锭重6000N,它与地面间的摩擦力f为1500N,若此时滑轮组的机械效率为80%；物体速度为1m/s12s内钢锭的重力所做的功；2求拉绳子的速度是多少3求拉绳子的力F为多大拉力F的功率是多少4在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下,如果想用更小的力拉动钢锭,请你提出一条可行的建议．24．用如图的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N,物体与地面间的摩擦力是240N,当绳端的拉力是100N时物体以s的速度匀速移动．求：1人拉绳端的移动速度；2滑轮组的机械效率．25．用如图所示的滑轮组,在水平地面上拉动重物G,已知绳自由端拉力F为600N时,恰能让物体以1cm/s的速度匀速向前运动绳子足够长,此时滑轮组的机械效率为75%,求：1物体G与地面的摩擦力．2绳自由端拉力F的功率．3绳自由端拉力F做功1分钟的过程中,额外功是多少．26．如图,用滑轮组拉物体A使它以2米/秒的速度沿水平面匀速运动,已知拉力F为5牛,滑轮组的机械效率为80%．求：1在2秒内拉力F做的功多大2拉力F的功率多大3物体与地面间的摩擦力为多大27．如图所示,已知物体A重1000N,与地面的摩擦力是300N,人通过滑轮组拉动物体使其在10s内匀速运动1m,如果滑轮组的机械效率为60%,求：1人做的总功；2人的拉力；3人拉绳的功率．7．分1由公式W=Gh可以求出有用功；析：2由W=Fs求出拉力的功,然后由功率公式求出拉力的功率；3由效率公式求出滑轮组的效率．,解：1有用功W有=Gh=300N×2m=600J；2由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,拉力移动的距离s=nh=3×2m=6m,拉力的功W=Fs=120N×6m=720J,拉力的功率P===72W；3滑轮组效率：η=×100%=×100%≈%；答：1提起物体所做有用功为600J；2拉力的功率为72W；3该滑轮组机械效率%．8．分析：从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n,s=nh；1知道物重和提升的高度,利用W=Gh求有用功；2知道物重和滑轮组的机械效率,利用η===求拉力大小；3在不计绳重和摩擦的情况下,利用F拉=先求出动滑轮的重,再利用这个公式求将重G′=455N的物体吊起用的拉力,最后利用η===求此时的机械效率．,解：1滑轮组所做的有用功：W有=Gh=180N×10m=1800J；2由图知,n=3,∵η===,∴F===75N；3∵不计绳重和摩擦,∴F拉=,即：75N=,则G动=45N,提升G′=455N的重物时,F拉′===N,η′=====91%．答：1提升重物时做的有用功为1800J；2作用在绳子自由端的拉力为75N；3用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时,滑轮组的机械效率是91%．9．,已知：m=12kg g=10N/kg G=30N求：1G=2F=3η=解：1物体受到的重力为G=mg=12kg×10N/kg=120N；2作用在绳子自由端的拉力为F=G+G0=×120N+30N=50N；3设物体上升h,则绳子拉下3h,滑轮组的机械效率为η=====×100%=80%．答：1物体所受重力为120N；2匀速提起重物时所用的拉力为50N；3此时,该滑轮组的机械效率是80%．10．分析：从图中读出滑轮组承担物重的绳子段数n,s=nh；1知道物重和提升的高度,利用W=Gh求有用功；知道物重和滑轮组的机械效率,利用η===求拉力大小；不计绳重和摩擦,利用F=G物+G动求动滑轮的重；2求出了动滑轮的重,再利用F=G物+G动求将重G′=600N的物体吊起用的拉力,最后利用η===求此时的机械效率．,解：1滑轮组所做的有用功：W有=Gh=480N×10m=4800J；由图知,n=3,∵η===,∴F===200N；∵不计绳重和摩擦,∴F拉=,即：200N=,则G动=120N；2提升G′=600N的重物时,F拉′===240N,η′====≈%．答：1提升重物时做的有用功为4800J；拉力为200N；动滑轮的重为120N；3用此滑轮组匀速吊起重为600N的物体时,滑轮组的机械效率是%．点评：本题考查了机械效率的计算,利用好绳子的重力和摩擦力不计时拉力F拉=和推导公式η===是本题的关键．11分析：由图可知滑轮组绳子的有效股数n=2,s=2h,1根据W=Fs求出总功,根据P=求出人做功的功率；2根据W=Gh求出人做的有用功,根据效率公式求出滑轮组的机械效率；3根据F=G物+G动的变形式求出动滑轮的重；然后可求用此滑轮组将600N的重物匀速向上的拉力,再利用W=Fs 求拉力做的功．,解：1由图知n=2,s=2h=2×6m=12m,人做的总功：W总=Fs=200N×12m=2400J；人做功的功率：P===80W；2人做的有用功：W有=Gh=360N×6m=2160J；滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=90%；3∵不计摩擦和绳重∴F=G物+G动∴所用动滑轮的重：G动=2F﹣G=2×200N﹣360N=40N；若用此滑轮组将600N的重物,则拉力F1=G物1+G动=600N+40N=320N；拉力做的功W1=F1s1=320N×2×10m=6400J．答：1人拉绳子做功的功率为80W；2此滑轮组的机械效率为90%；3则所用的拉力为320N,拉力做的功为6400J．12．,已知：n=2 G=500N F=300N s=2m t=10s求：1W=2η=3G动=4P=解：1拉力做的功为W=Fs=300N×2m=600J；2物体上升的高度为h===1m,拉力做的有用功为W有用=Gh=500N×1m=500J,滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83%；3∵F=G+G动,∴动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N；4拉力的功率是P===60W．答：1拉力做的功为600J；2滑轮组的机械效率为83%；3动滑轮的重力为G动=2F﹣G=2×300N﹣500N=100N；4拉力的功率是60W．13．分析：1绳索重及摩擦均不计,提起物体所用的力是物重和动滑轮重的n分之一；2已知物体上升高度可以得到绳子作用点移动的距离；已知拉力和绳子自由端移动的距离,利用公式W=Fs得到总功；3已知物重和物体上升高度,可以得到有用功；已知有用功和总功,利用公式η=计算机械效率．,已知：G动=500N,G物=1500N,h=1m,s=2h=2m求：1F=2W总=3η=解：1人在匀速提升重物时所用拉力为F=×G物+G动=×1500N+500N=1000N；2重物被匀速提起1m的过程中,人所做的总功为W总=Fs=1000N×2m=2000J；3拉力做的有用功为W有=Gh=1500N×1m=1500J；滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%=75%．答：1所用的拉力是1000N；2人所做的总功是2000J；3机械效率为75%．14．,解：1由题意知,拉力在1min做的功为：W总=Pt=750W×60s=45000J 根据W总=Fs 得s===90m由图知,此滑轮组由三段绳子承担物重,所以s=3h则h=s=×90m=30m答：重物在1min内上升的高度是30m．2因为滑轮组由3段绳子承担物重,所以F=G物+G动G动=3×500N﹣1200N=300N则F′=G物′+G动=×1800N+300N=700N答：当用这个滑轮组匀速提升重为1800N的物体时,拉力是700N．1根据W=Fs求出拉力做的功；15．分析：2根据η===求出机械效率；3根据F=G+G动求出动滑轮重,根据η===求出机械效率．,已知：物重G=540N,拉力F=200N,拉力移动距离s=3m,物重G2=440N1求：1拉力F所做的功W=；2滑轮组的机械效率η1=；3滑轮组此时的机械效率η2=解：1拉力做的功W=Fs=200N×3m=600J；2滑轮组的机械效率：η1=×100%=×100%=×100%=×100%=90%；3∵F=G+G动∴动滑轮重G动=3F﹣G1=3×200N﹣540N=60N,滑轮组此时的机械效率：η2=×100%=×100%=×100%=×100%=88%．答：1拉力F所做的功为600J；2滑轮组的机械效率为90%；3滑轮组此时的机械效率为88%．16．,解：1∵m=500kg,g=10N/kg,∴物体的重力为：G=mg=500kg×10N/kg=5000N；而h=,∴滑轮组做的有用功为：W有=Gh=5000N×=4000J．2从图可知,该滑轮组有3段绳子吊着物体,∴拉力移动的距离为：S=3h=3×=；而此滑轮组的机械效率为η=80%,∴所做的总功为：W总===5000J；又∵拉力F的功率为P=2500W,∴做功的时间为：t===2s,则物体上升的速度为：v===s．3∵W总=5000J,S=,∴拉力的大小为：F===N,不计绳重和摩擦,F=G+G动,即N=×5000N+G动,解得：G动=1250N．4用该滑轮组吊起6250N的重物时,拉力的大小为：F′=G′+G动=6250N+1250N=2500N；∴滑轮组的机械效率为：η′===≈%．答：1滑轮组做的有用功为4000J．2物体上升的速度为s．3动滑轮的重力为1250N．4若用该滑轮组吊起6250N的重物则拉力为2500N,此时的机械效率为%．17．,解：1由图知,n=3,∵s=3h,s=3m,∴h=s=×3m=1m,使用滑轮组做的有用功：W有用=Gh=240N×1m=240J；∵η=,∴使用滑轮组做的总功：W总===300J；∵W总=Fs,∴F===100N,∵不计绳重和摩擦,拉力F=G物+G轮,即：100N=240N+G轮,∴G轮=3×100N﹣240N=60N,当提升540N物体时,拉力：F′=G物′+G轮=540N+60N=200N,此时滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=90%．答：1拉力所做的有用功是240J；2拉力是100N；拉力的功率是150W；3若将540N的物体匀速提高1m,此时滑轮组的机械效率是90%．18．,解：1用滑轮组提升物体做的有用功：W有用=Gh=6×102N×2m=×103J2拉力的做功功率：P===100W；3滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=60%．答：1有用功为×103J；2拉力的功率为100W；3该滑轮组的机械效率为60%．点评：本题考查了学生对有用功、总功、机械效率、功率的掌握和运用,能区分使用滑轮组时有用功和总功的计算方法是本题的关键．19．,解：1重物上升的速度v===s；2拉力所做的有用功W有用=Gh=480N×3m=1440J；3读图可知s=3h=9m,拉力所做的总功W总=Fs=200N×9m=1800J,拉力的功率P===180W；4滑轮组的机械效率η==80%．答：1重物上升的速度是s；2拉力所做的有用功是1440J；3拉力的功率是180W；4滑轮组的机械效率是80%．20．,解：1W=Gh=900N×2m=1800J有用3由图知,n=3,s=3h=3×2m=6m,拉力做功：W总=Fs=400N×6m=2400J,滑轮组的机械效率：η===75%；3拉力做功功率：P===240W．答：1所做的有用功为1800J；2该滑轮组的机械效率为75%；3拉力做功的功率为240W．21．,解：1做的有用功：W=Gh=480N×3m=1440J．有用2动滑轮的重力：G动=nF﹣G物=3×200N﹣480N=120N．3拉力所做的功：W总=FS=nFh=3×200N×3m=1800J；拉力的功率：P总===180W．4滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%．答：1做的有用功为1440J,2动滑轮的重力为120N,3拉力的功率180W,4滑轮组的机械效率80%．22．,解：1由图可知,经过动滑轮的绳子股数为3股,拉绳的速度是物体速度的3倍,故拉绳的速度v=1m/s×3=3m/s；答：拉绳的速度是3m/s；2假设物体前进距离为s,则克服摩擦力做的功W′=F1s,拉力做的功W=F×3s=3Fs,η=×100%=×100%=×100%=80%,所以F=500N,答：拉绳的力F至少为500N；3P=Fv=500N×3m/s=1500W,答：拉力的功率是1500W．23．,解：1钢锭在水平方向上移动,在重力方向上没有移动的距离,所以重力做功为0；2由图可知动滑轮的绳子段数n=3,则拉绳子的速度v绳=nv物=3×1m/s=3m/s；3∵W有=fs物；∴W有=fs物；W总=Fs绳；另s绳=3s物；由η====得：F===625N；∵P===Fv绳,∴功率P=Fv绳=625N×3m/s=1875W；4根据影响摩擦力的因素可知,将滑动摩擦变为滚动摩擦,可大大减小摩擦力；故建议为：在物体下面装上轮子．答：12s内钢锭的重力所做的功为0；2拉绳子的速度是3m/s；3拉绳子的力F为625N,拉力F的功率是1875W；4在不改变钢锭与地面间摩擦力大小的条件下,如果想用更小的力拉动钢锭,可将墙上的滑轮和钢锭上的滑轮交换安置,这样就有四根绳子拉钢锭了,能省力．24．,解：1由图知此滑轮组由3段绳子承担物体与地面的摩擦．所以v绳=3v物=3×s=s答：人拉绳端的移动速度是s．2η=答：滑轮组的机械效率是80%．25．分析：1本题是滑轮组使用的另一种情况﹣﹣将滑轮组水平使用来拉动重物,当滑轮组竖直拉动重物时,滑轮组上升克服的是重物的重力；而此题中的滑轮组水平拉动重物,滑轮组向左移动时克服的是地面的摩擦力．所以,此时有几段绳子拉重物,拉力就是摩擦力的几分之一．但这是在理想情况下,不考虑额外功,机械效率为100%的情况下．如果考虑到机械效率,那么拉力还要用得更多,也就是η===2功率P=,题目要求拉力F的功率,也就是要先求出拉力做的功．但此题没有告诉绳端移动的距离,只有物体移动的速度,所以先需根据有几段绳子在拉重物,绳端移动的速度就是物体移动速度的几倍,求出绳端移动的速度．再根据功率P===Fv求出．3先根据W=Pt求出1分钟做的功,也就是总功．再由机械效率为75%,算出有用功,最终算出额外功．,解：1∵有三段绳子有拉重物,根据η===∴F摩擦=3F拉η=3×600N×75%=1350N2∵有三段绳子有拉重物,∴v绳=3v物=3×1cm/s=3cm/s=sP拉===F拉v绳=600N×s=18W3W总=P拉t=18W×60s=1080JW有用=W总η=1080J×75%=810JW额外=W总﹣W有用=1080J﹣810J=270J答：1物体与地面的摩擦力是1350N．2绳自由端拉力F的功率18W．3绳自由端拉力F做功1分钟的过程中,额外功是270J．26．分析：1拉物体的力由三根绳子承担,由物体的速度和运动的时间可由s=vt计算出物体移动的距离,由承担拉力的绳子股数可得出绳子头移动的距离s′；由W=Fs′计算拉绳子的力做的功,2利用P=计算功率；3已知滑轮组的机械效率和总功根据η=求出有用功,利用W=fs即可求摩擦力f．,解：1拉物体的力由两根绳子承担,而物体移动的距离s=vt=s×2s=,绳子移动的距离s′=2s=2×=,拉力F做的功W总=Fs′=5N×=4J；2拉力F的功率P===2W；3∵η=,∴W有用=ηW总=80%×4J=；∵W有用=fs,∴f===8N．答：1在2秒内拉力F做的功为4J；2拉力F的功率为2W；3物体与地面间的摩擦力为8N．27．分析：首先根据如图装置确定绳子段数n=5,水平使用滑轮拉力克服摩擦力做功,与重力没有关系．可以先求有用功,用有用功除以机械效率就可得到总功；拉力等于总功除以拉力移动的距离,拉力移动距离要利用S=nh计算；人拉绳的功率要用总功除以时间计算．,解：1人做的有用功W有用=fh=300N×1m=300J人做的总功 W总===500J2拉力移动距离S=nh=5×1m=5m人的拉力 F===100N3人拉绳的功率 P===50W答：1人做的总功为500J；2人的拉力为100N；3人拉绳的功率为50W．。
2021届中考一轮复习专题训练(八) 机械效率的计算
专题训练(八)机械效率的计算▶类型一滑轮组机械效率的计算(一)竖直方向1.如图所示,建筑工人用滑轮组将重为480 N的物体匀速提升5 m,所用的拉力为300 N,不计绳重及滑轮摩擦,求这个过程中:(1)工人做的有用功。
(2)滑轮组的机械效率。
2.在物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250 N的拉力在20 s内将450 N的材料提升了10 m,求:(不计绳重和滑轮摩擦,g取10 N/kg)(1)拉力的功率。
(2)提升450 N材料时,此滑轮组的机械效率。
(3)若绳子能承受的最大拉力为400 N,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少。
3.在如图甲所示的滑轮组中,每个滑轮等重,不计绳重和摩擦。
每次均缓慢匀速竖直向上拉绳子将重物匀速提升到相同的高度。
如果物重从200 N开始逐渐增加,直到绳子被拉断,图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象。
问:(1)每个动滑轮的重力是多少?(2)绳子能承受的最大拉力是多少?(3)当物体重800 N时,滑轮组的机械效率是多少?(二)水平方向4.小华用如图所示的滑轮组拉动货箱,已知货箱的质量为60 kg,在F=50 N的拉力作用下,货箱以0.1 m/s的速度做匀速直线运动,地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2。
求:(g取10 N/kg)(1)货箱的重力。
(2)拉力F的功率。
(3)货箱运动1 min,克服摩擦力所做的有用功。
(4)此滑轮组的机械效率。
5.一辆质量为1.5×103 kg的汽车陷入一泥泞路段,司机师傅利用滑轮组和周围条件,组装了如图所示的拖车装置。
已知汽车通过泥泞路段需移动8 m距离,汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1,滑轮组的机械效率为80%,g取10 N/kg。
在将车匀速拖离泥泞路段过程中,求:(1)做的有用功。
(2)作用在绳子自由端的拉力。
▶类型二斜面机械效率的计算6.如图所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。
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滑轮组机械效率计算专题
一、复习目标：
1、了解滑轮组的特点
2、会解答简单的关于滑轮组机械效率的计算
二、知识储备：
1.对于简单机械来说，提升重物时，克服___________所做的功为有用功,实际拉力做的功为________.那么机械效率的计算公式可写作η=_____________.
2、在力学中，功包含两个必要的因素分别是和，计算功的公式W= 。
克服重力做功的公式为W= ，克服阻力做功的公式为W= 。
功率的计算公式P= = 。
3、计算机械效率的公式是。
三、跟踪练习：
1、如图所示，物重G为600N，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为_______；若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
2、如图所示，用一动滑轮拉一物体A以0.5m/s的速度在水平面上作匀速直线运
动，物体A重为20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5N，则在
2s内拉力做的功是_______，滑轮的机械效率是______(不计滑轮重力)
3、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功快的机械，功率一定大
C．效率高的机械，功率一定大
D．做功多的机械，效率一定高
4、关于机械效率，下列说法正确的是（）
A.有用功越大，机械的机械效率就越高
B.额外功越大，机械的机械效率就越低
C.总功越大，机械的机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高
5、甲、乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，下列说法中正确的是（）
A、使用甲机械做功省力
B、甲机械做功快
C、相同时间内，甲机械完成的功多
D、乙机械的额外功在总功中占的比例大。
6、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验
装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
（1）小红__________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出
拉力为0.5N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无
误，其他被测物理量和计算的数据如下表：
钩码重（N）弹簧测力计提升的高度（m）有用功（J）总功（J）机械效率
2 0.4 0.2 0.2 100%
（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原
因___________________ _____
(3)该滑轮组的机械效率实际为_____
(4)若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将_______（选填变大、变小、不变）
7、如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求：（1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率.
8、某人在河岸上，借助岸边的大树，利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸．已知滑轮组是由一个定滑轮和两个动滑轮组成的(滑轮和拉绳自重不计)，船的总质量为7．92×103kg，船匀速移动时受到水的阻力是船重的0．01倍，船受到滑轮组的拉力与人拉绳子的力始终水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是0．3m／S，(g=10N／kg)求：
（1）画出滑轮组的组装图。
（2）滑轮组的机械效率。
（3）人拉绳的功率。
9、一质量为6kg 的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中
匀速提起1m ，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N ，求石
块在上升过程中：
（1）石块受到的浮力为多少？
（2）绳的自由端拉力做功为多少？
（3）动滑轮的机械效率为多少？ （ρ石=3×103kg/m 3，g=10N/kg ）
10、如图10所示，建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物，货物
重 103N ，电动机的额定电流为 4A ，电阻为20Ω；电动机正常工作时，
作用在绳子上的拉力为500N ，l 分钟内将货物匀速提升了6m 。
求：（1）滑轮组的机械效率是多少？
（2）电动机的额定功率是多少？
11、如图1是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，重物的质量为100g ，每
个滑轮的质量都为50g ，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速
直线上升10㎝，则人的拉力大小为 N ，有用功为 J ，额外功为 J ，机械效率为 。
7、如图9所示，物体重180N ，动滑轮重20N ，绳重和摩擦不计.在拉力
F 的作用下，物体正以0.1m/s 的速度匀速上升.求：
（1）拉力F ；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率.
3、用如图3所示的滑轮组来匀速拉动钢锭，已知钢锭与地面的摩擦力
F 1为1200N ，若此时滑轮组的机械效率为80%，物体速度为1m/s ．
①拉绳的速度是多少？②拉绳的力F 至少为多大？③拉力的功率是多少？
④如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行性建议．
14．用图1所示装置提升重为900牛的物体A ，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰
好可以使物体匀速上升,(不计绳重和摩擦)．求：（1）求此时滑轮组的机械效率；
（2），求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又
为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？
F 1
15．用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦．（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？
16．一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N 的力使绳端移动4m．（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率．
17．如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉
力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？
18．如图，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重G1与G2之
比为2 : 1，甲滑轮组中动滑轮重G动甲与G1之比是1 : 5，乙
滑轮组中两个动滑轮总重G动乙与G2之比是3 : 5（不计绳重与
摩擦），求：1）乙两个滑轮组的机械效率之比？（2）用在绳子
自由端的拉力F1与F2之比？
19．用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．
20．如图，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8
米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大
小；（2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？。