滑轮组机械效率计算专题
机械效率计算题
机械效率计算题一、计算题1.如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦．重物G=100N，每一个滑轮重20N．（1）当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为多少？（2）拉力F为多少时，恰能让重物G匀速上升．（3）若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为多少？2.如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10米，物体重G=5.4×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速直线行驶拉绳子的力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，求：（1）将物体从井底匀速直线拉至井口的过程中，汽车拉绳子的了力做了多少功？（2）滑轮组的机械效率为多少？（3）若汽车匀速直线运动的速度为2.4m/s，汽车牵引力的功率为多少？3.如图所示是用滑轮组将一个沉在水中、质量为10kg、体积为5dm3的实心物体吊起的过程。
物体没有露出水面前，5s内被匀速吊起1m，已知此时绳子拉力为F＝20N。
求：（g取10N/kg）（1）水对容器底部的压强；（2）物体受到的浮力；（3）拉力的功率及滑轮组的机械效率。
（结果精确到0.1%）4.用如图甲所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体，已知物体的高度为1m，底面积为0.12m2，质量为200kg，物体始终以0.5m/s的速度匀速上升，物体浸没在水中匀速上升时，作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示。
（不计绳重、摩擦及水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：（1）当物体的上表面刚好与水面相平时，其底部受到水的压强；（2）物体浸没在水中时受到的浮力；（3）物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力F；（4）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率。
（精确到0.1%)5.为保障学生安全，越来越多的学校配备了校车。
校车和师生的总质量为6000kg。
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：。
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．。
滑轮组功率机械效率和绳子绕法专题
滑轮组功率机械效率和绳子绕法专题一、相关公式1、绳子段数n的确定：在定滑轮和动滑轮之间划一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后再查出与动滑轮相连的绳子段数。
2、三个n倍关系①S=nh(当滑轮组处于竖直状态时)或S=nL(当滑轮组处于水平状态时) ②F＝1（G物+G动）（不计绳子重和摩擦）n③V绳=n V物(速度比，当滑轮组处于竖直、水平状态时通用) 3、两个机械效率公式：①η=W有GhW有Gl=（当滑轮组处于竖直状态时）或η==（当滑轮组处于水平状态时）W总FsW总FsW有W有G物== （不计绳重和摩擦时）G物?G动W总W有?W额②η=4、两个功率公式①P＝w（适用于任何状态的滑轮组）t②P=FV绳二、关于滑轮组的绕线方法①比较滑轮的个数和要求的绳子的段数，若滑轮个数等于绳子段数，则最后一段向下；若滑轮个数少于绳子的段数，则最后一段向上。
②已知滑轮和承担物重的绳子段数，画绕线。
画法是：根据绳子段数n确定绳子固定端的位置，按照“奇动（和激动谐音）偶定”的原则。
若n为奇数，则绳子的固定端拴在动滑轮上，若n为偶数，则绳子的固定端拴在定滑轮上，连线由内向外缠绕滑轮。
③已知滑轮和拉力的方向，画绕线。
画法是：若拉力的方向向上，则绳子的末端与动滑轮相连；若拉力的方向向下，则绳子的末端与定滑轮相连；然后由末端往里缠绕，最后找出绳子起点的固定位置。
④已知滑轮组，画最小拉力。
画法是：使绳子承担物重的段数为最大，如果滑轮组中有一个动滑轮，则拉力为物重的1或1，若滑轮组中有23两个动滑轮，则拉力为物重的1或1。
45例如：按要求组成滑轮组（如右图所示）F＝G/3F＝G/2F＝G/4F＝G/5三、专项训练习题1、【当滑轮组处于竖直状态时】某同学用如图6所示的滑轮组提升重物，他用250N的力将400N的物体竖直向上匀速提起1m（不计摩擦和绳子重），求：（1）滑轮组的机械效率。
（2）动滑轮的重力为多少？（3）若用此滑轮组将800N的重物匀速提升1m，求：拉力为多少？拉力所做的功是多少？滑轮组的机械效率是多少？第1题图2、【当滑轮组处于水平状态时】如图所示，是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图，若已知货物的重量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，工人以V=0.5m/s的速度匀速前进，经t=100s将货物拉出仓库，取g=10N/kg，求在此过程中：（1）工人所做的有用功为多大？（2）工人的拉力为多大？第2题图3、【2007年河北省第34题6分】小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了甲乙（1）分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是；②第3次实验中滑轮组的机械效率是；③滑轮组的机械效率与无关。
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．。
机械效率计算专题
机械效率计算专题1.如图所示，用滑轮组提升重为800N的物体在10s内匀速上升了1m,已知拉力F为500N，提升重物的过程中，求出相关的物理量.2.小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为200N的物体A在3内沿水平方向移动了6m，若物体受地面的摩擦力为600N，小强所用的拉力为250N,则这装置的机械效率是多少？3．如图17所示的滑轮组匀速提起重1000N的物体，10S内绳子的自由端拉下16m，已知做的额外功是800J，若绳重和摩擦不计，试求：(1)绳自由端拉力的功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)动滑轮的总重；(4)若用此装置匀速提起1200N的重物，则拉力为多少N?4.如图所示：用滑轮组拉动重500N的物体在水平支持面上以2m/s的速度做匀速直线运动，且物体所受摩擦力是物重的0.2倍，问：（1）若不计机械自重及滑轮与轴之间的摩擦，则拉力F是多大？（2）若滑轮组的机械效率是90%，则F的大小是多大？（保留一位小数）5.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F为200N，重物在5s内匀速上升了1m，不计绳子与滑轮间摩擦，则(1)滑轮组所做的有用功是多少？(2)拉力做功的大小？拉力的功率是多少？(3)动滑轮的重是多少。
w W w .x K b 1.c o M6.如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋质量为18kg的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为多少．若用此动滑轮匀速提起一袋质量为25Kg的大米，当拉绳子的速度为多少m／s时，拉力的功率为54W．(取g=10N／kg，绳重与摩擦不计)7.如图所示是倾角是300的固定斜面，小明同学用平行于斜面500N的推力将质量为70㎏的物体在5时间内匀速推高了1m,求：①推力做的总功和推力的功率②斜面的机械效率③斜面对物体的摩擦力。
第11章机械与功 滑轮、滑轮组机械效率的计算 专题练习(含答案)
滑轮、滑轮组机械效率的计算专题练习一、填空题1．用如图所示的滑轮组，不计绳重及摩擦，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，拉力F=6N，拉力的功率为__________W，若提起20N的物体，滑轮组的机械效率为__________。
2．如图所示，测量滑轮组的机械效率，用6N拉力将重为10N的物体匀速提升0.5m，用时5s，拉力做的总功W总＝____J，滑轮组的机械效率η＝____，拉力的功率P＝____W。
3．如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重为80N的物体使其向左匀速运动0.4m，在这个过程中拉力F做功为_____J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，该滑轮组的机械效率为_____（忽略绳子和动滑轮的重力）4．用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为_____W，该装置的机械效率是_____%。
5．小华用如图装置使8N的重物以0.3m/s的速度匀速上升，所用拉力为5N，此时动滑轮的机械效率是_____，拉力的功率是_____W；若用该装置提升10N的重物，其机械效率的大小将_____。
（变小、变大或不变）6．图所示的滑轮组，在绳子施加4N拉力把质量为1kg的物体提高2m，所做的有用功是_____ J，机械效率是_____，不考虑摩擦和绳子重力，动滑轮重力是_____N。
7．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升，拉力为2N，2s内钩码上升0.2m。
此过程中有用功为_____J，拉力做功的功率为_____W，动滑轮的机械效率为_____%。
8．工人用如图所示的滑轮组匀速提升货物。
他用30N的力拉动绳子自由端，使重量为90N的货物匀速上升，不计一切摩擦，则该动滑轮总重量为_____N，滑轮组的机械效率为_____%。
若使用该滑轮组提升的货物重量增大，仍使货物匀速上升，则其机械效率将_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
45. 怎样计算滑轮组的机械效率？
45. 怎样计算滑轮组的机械效率？45、怎样计算滑轮组的机械效率？在物理学中，滑轮组的机械效率是一个重要的概念，它能够帮助我们了解滑轮组在工作时能量的利用情况。
那么，怎样计算滑轮组的机械效率呢？让我们一起来探讨一下。
首先，我们要明白什么是机械效率。
机械效率是指有用功跟总功的比值。
用公式表示就是：机械效率＝有用功÷总功 × 100% 。
在滑轮组中，有用功是指我们希望通过滑轮组完成的工作，而总功则是我们为了让滑轮组运转而实际付出的能量。
要计算滑轮组的有用功，需要根据具体的情况来确定。
比如说，如果我们使用滑轮组来提升重物，那么有用功就是重物被提升的高度与重物重力的乘积，即 W 有用＝ Gh ，其中 G 表示重物的重力，h 表示重物被提升的高度。
而总功则是拉力所做的功。
如果拉力为 F ，绳子自由端移动的距离为 s ，那么总功 W 总＝ Fs 。
在计算滑轮组的机械效率时，需要注意以下几点：第一，要准确测量或确定相关的物理量。
比如重物的重力、重物被提升的高度、拉力的大小以及绳子自由端移动的距离。
测量时要使用合适的测量工具，并尽量减小测量误差。
第二，要注意滑轮组的组装情况。
滑轮组的绳子绕法会影响绳子自由端移动的距离。
如果是 n 段绳子承担重物，那么绳子自由端移动的距离 s 就是重物被提升高度 h 的 n 倍，即 s ＝ nh 。
第三，要考虑滑轮组自身的重力和摩擦力。
在实际情况中，滑轮组自身有一定的重力，而且滑轮与绳子、滑轮与轴之间存在摩擦力。
这些因素都会消耗一部分能量，从而降低机械效率。
如果要更精确地计算机械效率，就需要考虑这些额外的力所做的功。
接下来，我们通过一个具体的例子来看看如何计算滑轮组的机械效率。
假设用一个由 3 段绳子承担重物的滑轮组来提升一个重为 500N 的物体，物体被提升的高度为 2m ，拉力为 200N ，绳子自由端移动的距离为 6m 。
首先，计算有用功：W 有用＝ Gh ＝ 500N × 2m ＝ 1000J 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）滑轮组的机械效率是多少？
（2）电动机的额定功率是多少？
答案
跟踪练习：一、1、0.5N，0.1J，0.05J，66.7％
滑轮组机械效率计算专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==。
2、（1）83.3％ （2）66
3、（1）3m/s （2）500 （3）1500 （4）改变滑轮组，增加动滑轮的个数
二、1、40％ 2、（1）10 （2）75％
三、1、1：5 2、（1）20N，（2）50J （3）80％
达标测试：
1、80％，变大 2、900N，75％3、5J，80％4、B5、D6、D7、（1）匀速竖直（2）弹簧测力计提升的高度应是0.5m（3）80％（4）变大
（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/m3，g=10N/kg）
2、如图6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
8、（1）100N（2）20W（3）90％
9、（1）66.7％，（2）470W（电动机消耗的电能是所做的机械能和产生的热能的和）
10、(1)90％，(2)264W（据推导公式P=Fv计算）
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．
五、达标测试：
1、如图3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”）。
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.
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：
步骤：
2、用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。
（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是多少？
（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是多少？此时滑轮组的机械效率是多少？
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F1为
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8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：
3、计算机械效率的公式是。
三、典例解析：
例题：用滑轮组将重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。
四、跟踪练习：
1、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。
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）
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（ ）