滑轮和功计算
人教版八年级物理下册第十二章 专题四 功、功率、机械效率的综合计算
的拉力为 F 最大＝13(f3＋G 动)＝13×(1600 N＋200 N)＝600 N，因为 F 最大＝600
N>G＝500 N，所以该同学无法拉断绳子。
类型三 利用组合机械提升物体 5．某工人用如图所示的装置把一重为1200 N的箱子从斜面底端匀速 拉到顶端用时10 s，已知斜面长6 m、高2 m，此装置的机械效率为80%( 滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。求： (1)拉力F。 (2)拉力F做功的功率。 (3)箱子和斜面间的摩擦力。
(1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500 cm2，则 乘客对轿厢的压强为多少帕？
(2)电动机在电梯启动上升12 s内，消耗的电能是多少焦？(已知电动 机对轿厢所做的功等于其P－t图象与时间轴所围成部分的面积大小)
(3)电梯配重的质量为多少千克？
解：(1)乘客对轿厢的压力 F＝G＝mg＝70 kg×10 N/kg＝700 N，乘客 对轿厢的压强 p＝FS＝500×70100N－4 m2＝14000 Pa (2)前 2 s 做的功 W1＝12×2 s×7000 W＝7000 J，后 10 s 做的功 W2＝Pt＝4000 W×10 s＝40000 J，12 s 内做的总功 W＝W1＋W2＝7000 J＋40000 J＝47000 J，消耗的电能 W′＝ 8W0%＝478000%0 J＝58750 J (3)后 10 s 的速度 v＝st＝2100ms ＝2 m/s，由 P＝Wt ＝
＝
3×103
kg/m3
(3)
物
体
浸
没
在
水
中
时
机
械
效
物理功率滑轮知识点总结
物理功率滑轮知识点总结一、功率的概念功率是描述能量转换速率的物理量，它表示单位时间内所做的功。
功是力沿着物体位移的量。
在物理学中，功率可以表示为P=W/t，其中P表示功率，W表示做功的能量，t表示时间。
功率的单位是瓦特（W），1瓦特等于1焦耳/秒。
在物理学中，有时会遇到“机械功率”的概念，机械功率是指从一种形式的能量转换成另一种形式的能量的速率。
例如，当一个物体受到力的作用而产生位移时，这个作用力所做的功就会导致物体获得了动能，这就是机械功率。
二、滑轮的定义滑轮是一种简单机械装置，它由一个固定轴和一个围绕轴旋转的滚轮组成。
滚轮周围有一个槽，可以使绳索、链条或带在上面滑动。
滑轮常用于改变力的方向和大小，从而实现对物体的平移或提升。
在物理学中，滑轮可以用于吊物体或提升重物。
它可以改变施加在物体上的力的方向和大小，因此可以减轻人的劳动力，并且可以改变物体所受的重力。
三、滑轮的种类根据使用场合的不同，滑轮可以分为不同的种类。
常见的滑轮包括定滑轮、移动滑轮、组合滑轮等。
1. 定滑轮定滑轮是指滑轮的轴固定在机架上，不随物体的运动而发生位移。
在物理学中，使用定滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小。
常见的定滑轮包括吊车和吊篮上的滑轮。
2. 移动滑轮移动滑轮是指滑轮的轴随物体的运动而发生位移。
在物理学中，使用移动滑轮可以改变力的大小和方向。
常见的移动滑轮包括绞车和起重机上的滑轮。
3. 组合滑轮组合滑轮是指由多个滚轮组成的滑轮系统。
通过组合不同的滚轮，可以实现不同的力的方向和大小变化。
组合滑轮可以达到很大的力矩，用于提升重物。
四、滑轮的功率问题在物理学中，滑轮常常涉及力的大小和方向的变化，因此也会涉及到功率的问题。
滑轮的功率问题主要包括两个方面：滑轮的输入功率和输出功率。
1. 滑轮的输入功率滑轮的输入功率是指施加在滑轮系统上的力所做的功。
输入功率可以表示为P=Fv，其中P 表示功率，F表示施加在滑轮系统上的力，v表示力的作用点的速度。
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 ）
滑轮组机械效率公式总结
（不计绳重和绳子与轮之间的摩擦）
(2)、水平拖动物体
（不计绳重和绳子与轮之间的摩擦）
f为物体与地面之间的摩擦力
(3)、竖直拖动物体加水平提升动滑轮
（不计绳重和绳子与轮之间的摩擦）
3、距离和速度的关系：
物体上升的距离为h
物体水平移动距离为L
则有绳子自由端移动距离（拉绳子的距离）：S=nh或S=nL
一、定滑轮和动滑轮：
定滑轮
动滑轮
定义
轴固定不动的滑轮
轴可以随物体一起运动的滑轮
图象
是否省力
否
是（省一半力）
是否改变力的方向
是
否
实质
一个等臂杠杆
一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆
二、滑轮组：滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，它既省力，又能改变力的方向，但是费距离。
1、绳数力的大小F：
克服容器重力做的功
7、功率：做功的快慢P
8、机械效率η
(竖直提升物体)
若不计绳重和摩擦，则有
（水平拖动）
9、影响滑轮组机械效率的因素
(不计绳重和摩擦)
物体越重滑轮组的效率越高
动滑轮越重滑轮组的效率越低
其机械效率与绳数、拉动速度以及拉动的距离均无关
物体上升的距离为Vh
物体水平移动距离为VL
则有绳子自由端移动距离（拉绳子的距离）：VS=nVh或VS=nVL
4、拉力做的功、人做的功、总共W总：
W总=FS
5、有用功W有
W有=Gh （竖直提升物体）
W有=fL （水平拖动物体）
6、额外功W额：
W额=W总－W有
克服绳重摩擦做的功（无法直接算出）
克服轮重做的功
利用滑轮做功的求解问题
通过滑轮做功的问题一、通过定滑轮做功特点1:定滑轮对绳的作用力，由于作用点的位置没有动，即该力的作用点没有位移，因此对绳不做功。
特点2：由于细绳或者称为轻绳是一种刚性绳，形变是不考虑的，因此这种绳不贮存能量，它总是等量的转移能量。
所以在绳的一端，外力对绳子做多少功，绳子也必然对另一端的物体做等量的功。
例：如图，利用一根跨过定滑轮的细绳，用恒力F将地面上的物体从A位置拉动到B位置，求拉力F对物体所做的功。
分析：绳子拉物体的力虽然是一个大小不变，但方向时刻在发生变化的力，在高中物体中还不能直接对这种力做的功直接求解。
但在绳了另一端，作用在绳子上的力却是一个恒力，该恒力对绳子所做的功是可以直接求解的，根据绳子的特点，绳子也必对另一端的物体做等量的功。
所以w = Fs = F (~^— -~^~) = Fh(^^—-^) sin 0 sin P sin 0 sin P例：如图，汽车以恒定的速度v牵引着细绳在水平面内向右运动，当细绳和水平方向的夹角由0变为P时，求汽车的牵引力做的功是多少？分析：汽车的牵引力大小在本题中是无法计算的，所以汽车牵引力做的功也无法直接求解，但汽车的牵引力是对绳子做功，可以转化成绳子对物体做的功，根据绳连物体的速度关系知，当汽车牵引的细绳和水平方向成0和P时，物体向上运动的速度变为 :V = v cos 0 和V = V cos P，可见物体向上做的是变加速直线运动，细绳牵引物体的力也是一个变力，但并不妨碍我们利用运能定理求解:W一W =—mv2-― mv2= — mv2 (cos 2p —cos 20 )T G 2 2 2 1 2所以，细绳对物体做的功为：+ —mv2 (cos 2P —cos 20 ) = mgh (—~—- ~^) + —mv2 (cos 2P —cos 20 ) 当然，它等于汽车牵引力做的功二、通过动滑轮做功1、根据细绳等量的转移能量这一特点进行求解。
2、根据一根绳上的拉力相等，绳的拉力对物体所做的功是滑轮两侧的绳子上两个拉力的合力所做的功来求解。
滑轮及做功知识点及习题(含答案)
Word 资料
定义
.
公式
有用 对人们有用的功
功
W 有用＝Gh W 总－W 额
额外 并非我们需 要 但又 W 额= W 总－
功 不得不做的功
W 有用
有 用 功 加 额 外 功 或 W 总=W 有用＋
总功
动力所做的功
W 额=Fs
机械 有用功和总功的比 η=
W有用 W总
效率 值
×100%
17、（2010•广西）用如图所示的滑轮组提起重 1000N 的货物，所用 拉力是 400N，绳的自由端被拉下 2m．关于这个滑轮组工作的下列 说法中，正确的是（ ）
A、总功是 800J B、额外功是 100J C、有用功是 400J D、机 械效率是 62.5%
Word 资料
.
计算题 1.用如图所示的滑轮组提升重 1500N 的物体，拉力 F 的 大小为 400N，若将物体提升 0.3m，求拉力所做的功及 装置的机械效率。
Word 资料
水做的功是额外功 功是有用功
.
D、吊水桶掉在井里，打捞水桶时，人对桶做的
14、下列关于机械效率的说法中，正确的是（ ） A、做功多的机械，机械效率一定高 B、越省力的机械，机械
效率越高 C、使用机械的目的是为了提高机械效率 D、使用任机械，它
的机械效率都小于 1
15、（2007•）如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙 子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为 W1，机械效率为 η1； 用乙滑轮所做的总功为 W2，机械效率为 η2．若不计绳重与摩擦， 则（ ） A、W1=W2，η1=η2 B、W1=W2，η1＜η2 C、W1＜W2，η1＞η2 D、W1 ＞W2，η1＜η2
滑轮做功知识点总结
滑轮做功知识点总结1. 滑轮的原理滑轮是一种简单机械，由固定在支架上的轮子和绕轮子旋转的绳索或链条组成。
通过绳索或链条的拉动，可以改变力的方向和大小，从而实现做功或传递力的目的。
2. 滑轮做功的原理滑轮做功的原理是利用绳索或链条来传递力量，改变力的方向和大小。
当一个力作用于绳索或链条上时，绳索或链条会传递这个力到另一个地方，改变外部物体的运动状态或形状，从而完成做功的过程。
3. 滑轮做功的公式滑轮做功的公式为：做功 = 力 × 距离× cosθ其中，力是作用在绳索或链条上的力，距离是绳索或链条传递力的距离，θ是力的方向与传递力的方向之间的夹角。
4. 滑轮做功的分类根据滑轮的用途和工作方式，滑轮做功可以分为静止滑轮和动态滑轮。
静止滑轮是不会改变力的方向和大小的滑轮，其作用是改变力的方向，使力更方便地施加在物体上，从而实现做功的目的。
动态滑轮是可以改变力的方向和大小的滑轮，其作用是根据需要改变力的大小和方向，使力更有效地施加在物体上，从而实现做功的目的。
5. 滑轮做功的应用滑轮做功在生活中有着广泛的应用，例如：(1) 提起物体：利用滑轮来提起重物，减小施加力的大小；(2) 勒马车：利用滑轮做功原理，可更方便地将马车提起；(3) 升降货物：在工业生产中，使用多个滑轮来提起或降低重物；(4) 水井提水：利用滑轮做功的原理，可以更方便地提取井水；(5) 吊运各类物品：如使用吊车或吊具，可以较轻易地将物品吊运到指定位置。
6. 滑轮做功的优势和劣势滑轮做功的优势在于可以改变力的方向和大小，使力更方便地施加在物体上，从而减小了施加力的大小，提高了施加力的效率。
另外，滑轮做功还能够通过绳索或链条来传递力量，使得力更容易传递到指定位置。
然而，滑轮做功的劣势在于，由于绳索或链条的摩擦力和弯曲所带来的能量损失，可能会使得力的传递效率较低。
7. 滑轮做功的注意事项在使用滑轮做功时，需要注意以下几点：(1) 选择合适的滑轮：要根据物体的重量和大小来选择合适的滑轮，以便更好地施加力和实现做功的目的；(2) 绳索或链条的材质和长度：要选择合适材质和长度的绳索或链条，以保证力的传递效率，并且避免绳索或链条损坏；(3) 摩擦力的影响：需要注意绳索或链条传递力的过程中，摩擦力会对力的传递效率产生影响，要尽量减小摩擦力的影响；(4) 安全问题：在施加力和提起或降低物体时，需要注意安全问题，避免发生意外事故。
力学计算
力学速度:V=S/t重力:G=mg密度:ρ=m/V压强:p=F/S液体压强:p=ρgh浮力:F浮＝F’－F (压力差) F浮＝G－F (视重力)F浮＝G (漂浮、悬浮)阿基米德原理: F浮=G排＝ρ液gV排杠杆平衡条件:F1 L1＝F2 L2理想斜面: F/G＝h/L理想滑轮:F=G/n实际滑轮:F＝(G＋G动)/ n (竖直方向) 功:W＝FS＝Gh (把物体举高)功率:P＝W/t＝FV功的原理:W手＝W机实际机械: W总＝W有＋W额外机械效率: η＝W有/W总滑轮组效率:η＝G/ nF(竖直方向)η＝G/(G＋G动) (竖直方向不计摩擦)η＝f / nF (水平方向)常用物理量光速:C＝3×108m/s (真空中)声速:V＝340m/s (15℃)人耳区分回声:≥0.1s重力加速度:g＝9.8N/kg≈10N/kg标准大气压值:760毫米水银柱高＝ 1.01×105Pa水的密度:ρ＝1.0×103kg/m3水的凝固点:0℃水的沸点:100℃水的比热容:C＝4.2×103J/(kg·℃)元电荷:e＝1.6×10-19C一节干电池电压:1.5V安全电压:≤36V家庭电路电压:220V单位换算:1m/s＝3.6km/h1g/cm3＝103kg/m31kw·h＝3.6×106J某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。
已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F＝1700N。
（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：（1）工件的质量是多少？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因。
答案：(1)m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kgF浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N(2)F=G-F浮=mg-F浮=560kg×10N/kg-1600N=5600N-1600N=4000Nη=(W有用/W总)×100%=(F′×h)/(F×s)×100%=(F′×h)/(F×3h)×100%=(4000N/1700N×3)×100%=78.43% (3) η将变大η=W有用/(W有用+W额) ×100%，W有用增大，而W额不变，所以η变大超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强。
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四．计算题（要求计算过程：有受力分析、公式、计算过程有单位） 1．用重40N 的动滑轮，匀速提升一个重160N 的物体A ，如果使物体A 在0.5s 内匀速上升0.6m 。
求：（1）拉力F 的大小？（2）拉力F 做的功是多少焦？（3）滑轮组对物体A 做的功？
2、如图所示，用滑轮组提升重100N 的物体，已知每个轮重5N ，在不计绳重和轮与轴的摩擦的条件下，当物体被提升3m 时，求：（1）拉力F 至少是多少？（2）绳子自由端应移动多少？（3）拉力F 做的功是多少焦？（4）动滑轮对物体做的功？
3．使用如图所示的滑轮组，在4min 内将重1500N 的物体A 匀速提升6m 。
如果动滑轮重为100牛，求：（1）加在绳子末端的拉力F （2）拉力F 做的功是多少焦？（3）动滑轮对物体做的功？（4）绳子自由端移动的速度？
4．用如图所示的滑轮组匀速提升物体A 。
在匀速提升过程中，物体A 上升的速度为0.1m/s ，
拉力F 为500牛，物体A 重为1500牛，如果不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮受到的重力。
（2）绳子自由端10秒内做的功。
（3）10秒内动滑轮对物体做的功？
5．小新用如图所示的滑轮组提升水中的物体A 。
当物体A 在水中以0.2m/s 的速度被匀速提升
的过程中，物体A 受到的浮力是60N ，小新对绳子自由端的拉力为F ；已知 ：G A =360N,动滑轮重90N ，不计绳重和摩擦，。
求：（1）拉力为F 1大小？
（2）10秒内拉力F 做的功？ （3）动滑轮对物体做的功
6．如图所示的装置，重100N 的重物，以0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力F ＝20N ，如果物体A 与地面的摩擦力为50N ，求（1）10秒内拉力F 做的功？（2）动滑轮拉物体A 做的功？
第1题图
第题图
第5题图。