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[综合知识] 滑轮(组)的机械效率

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发表于 2015-12-28 11:57:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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考点名称:滑轮(组)的机械效率

  • 滑轮组的机械效率:
    有用功W有用=Gh
    总功W总=Fs
    W总=Gh+G动h
    (不计绳重,摩擦)
    额外功W额外=W总-W有用
    W额外=G动h
    (不计绳重,摩擦)
    机械效率(n为承担重物绳的股数)
    (不计绳重,摩擦)


  • 测量滑轮组的机械效率:
    ①器材:弹簧测力计、刻度尺、滑轮组
    ②原理:η=
    ③步骤:先用弹簧测力计测出物体的重力G,再按要求组装滑轮组,用弹簧测力计提起绳端匀速上升,测出作用于绳端的作用力F,确定重物和绳自由端的始、末位置,用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s,再用公式求出滑轮组的机械效率η ;

    ④注意事项:一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升,二是要让绳端竖直上升。


  • 提高滑轮组机械效率的方法:
    1.影响滑轮组机械效率的因素滑轮组是人们经常使用的简单机械,用同一滑轮组提升物体G升高h时,滑轮组对物体做的功为有用功,而人对滑轮组的拉力F做的功为总功,F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数),则滑轮组的机械效率;若不计摩擦力,而动滑轮的重为G’,那么提升动滑轮做的功就是额外功,则滑轮组的机械效率还可表示为。讨论这个表达式可知,对于同一滑轮组(G’一定),提升重物越重,滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时,动滑轮越少、越轻的滑轮组,机械效率越高。

    2.提高滑轮组机械效率的方法
    (1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,或减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功一定的情况下,减小额外功,提高效率。
    (2)增大有用功在总功中所占的比例,在额外功不变的情况下,增大有用功的大小。
    (3)换用最简单的机械。


  • 滑轮组拉物体水平前进时的机械效率:
    W有用W额外W总η

    拉力F、物重G、物体匀速移动时与地面摩擦力f、物体移动距离s物、拉力F移动距离s
    W有用=f·s物——W总=F·s=F·ns物
    n为绳子股数
    题文
    如图甲所示是小磊测动滑轮的机械效率的示意图.他用弹簧测力计拉动绳子的自由端,将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示.则
    (1)弹簧测力计的示数是______N;
    (2)钩码上升的距离是______cm;
    (3)拉力F做的功是______J.

    题型:问答题难度:中档来源:不详




    答案
    (1)弹簧测力计的示数:1N+0.2N=1.2N;
    (2)钩码上升的高度:10.0cm;
    (3)拉力移动的距离:45cm-25cm=20cm;
    拉力做的功:W=Fs=1.2N×20cm=0.24J;
    故答案:
    (1)1.2;
    (2)10.0;
    (3)0.24;






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