2019八年级物理下册 12.3机械效率 竖直滑轮导学案 （新版）新人教版.doc

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1、1机械效率机械效率 竖直滑轮竖直滑轮15工人用如图所示的滑轮组提升重物，在 10s 内将 270N 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。工人做功的功率是_W，滑轮组的机械效率_。如果用此滑轮组匀速提升 570N的重物，拉力应为_N，滑轮组的机械效率是_。【答案】54；90；200；95【难易】较易【考点】功率和机械效率【解析】P=Fs/t=270N2m/10s=54W；=G物/nF=270N/100N3=90；根据上一问题求出 G动=30N，则 3F=G物+G动则 F=200N，=G物/nF=540N/200N3=9516如图所示，一个边长为 40cm 的正方

2、 体 A 重 600N，放在水平地面上，不计绳重和摩擦，重物 A 匀速提起来且所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。如果重物以02m/s 的速度匀速提升，人对绳子的拉力 F 的功率为 160W，则滑轮组的机械效率是_。若用此滑轮组匀速提升另一物体 B 时，滑轮组的机械效率为 80时，则物体B 所受的重力为_N。【答案】3750；75；800【难易】较易【考点】压强与机械效率以及受力分析【解析】P=F/s=600N/016m2=3750Pa；=G物/nF=600N/5160N=75；=G物/（G物+G动）=80，G动=200N 经过计算得到 GB=800N17某建筑工地上用如图所示的滑

3、轮组匀速提升质量为 500kg 的水泥板，在水泥板上提升 4m 的过程中，拉力 F 的功率为 2500W，此滑轮组的机械效率为 80，g=10N/kg。 滑轮组做的有用功是_J，水泥板上升的速度是_；不计绳重和摩擦，滑轮组中动滑轮和铁钩的总重为_N。【答案】2104；0.4m/s；1250【难易】中等【考点】有用功和机械效率的变形公式【解析】W有=G物h=5000N4m=2104J；=80=G物/nF=5000N/4F 则 F=1562.5N，P=Fv 得到v=P/F=1.6m/s。则物体速度为 0.4m/s。G动=4F-G物=6250N-5000N=1250N218用某滑轮组匀速提升重为 2

4、000N 的物体，作用在绳子自由端的拉力为 625N，拉力所做的功为12500J，滑轮组的机械效率为 80，若不计绳重和摩擦，则绳子的段数 n=_；滑轮组中动滑轮的重为_N。提升重物改为重为 3000N 的物体，那么作用在绳子自由端的拉力是_N【答案】4；500；875【难易】较易【考点】机械效率求解以及滑轮组受力分析【解析】=G物/nF=80=2000N/n650N，则 n=4；G动=4F-G物=2500N-2000N=500N；4F=G物+G动=3000N+500N，则 F=875N19如图所示，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

5、动甲与 G1之比是 1:5，不计绳重与摩擦，则甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为_，用在绳子自由端的拉力 F1与 F2之比为_。【答案】4:3；2:1【难易】较易【考点】机械效率的求解以及变形【解析】1=G1/G1+G动甲=5/6；2=G2/G2+G动乙=5/8，则 1：2=4:3；3F1=G动甲+G14F2=G动乙+G2；因为 G1：G2=2:1 所以 G动甲：G动乙=2:3；所以 F1：F2=2:120用如图所示的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为 120N，动滑轮重 60N，绳重与摩擦不计。 （1）用此滑轮组最多能将_N 的物体匀速提升。 （2）用此滑轮组提起重 240N 的物体，使它能

6、匀速，人加在绳子自由端的拉力是_N；此时滑轮组的机械效率是_，当物体以 05m/s 的速度上升时，拉力的功率是_W。（3）该滑轮组的机械效率最高可达到_。【答案】300；100；80；50；833【难易】较易【考点】功，功率以及机械效率【解析】3F=G动+G物，则 G物=300N；3F=G动+G物，F=（240N+60N）/3=100N；=G物/3F=240N/300N=80；P=Fv=100N0.5m/s=50W；max=300N/360N=83.321如图所示为工地上利用卷扬机和换轮组提升重物的情形。卷扬机对绳的拉力为400N，用 1min 的时间将重 900N 的物体匀速提升 5m。不计

7、绳重和摩擦，则动滑轮所受重力为_N；滑轮组的机械效率为_；卷扬机拉绳的速度为_m/s；卷3扬机拉力做功的功率为_W。【答案】300;75；0.25；100【难易】较易【考点】滑轮组受力分析、机械效率以及功率的求解【解析】3F=G物+G动，则 G动=3F-G物=1200N-900N=300N；=G物/nF=900N/3400N=75；V绳=35m/60s=0.25m/s；P=Fv=400N0.25m/s=100W22为了楼体抗震加固，学校购进了一批水泥，现需要把水泥运到离地面 2m 高的平台上，同学们根据物理课上学到的知识，分组设计了甲、乙两种简单机械的组合装置，如图所示，水泥重 500N，每个

8、滑轮组重40N，不计绳重及轴摩擦。甲图中斜面长 5m，人匀速拉绳时，拉力的大小为 200N。比较两种装置，较省力的是_装置，机械效率较高的是_装置。【答案】乙；乙【难易】中等【考点】斜面和滑轮组机械效率求解【解析】3F乙=G物+G动；则 F乙=180N；甲=500N2m/2200N5m=50； 乙=500N/540N=92.623如图所示，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400N 的拉力 F 在 1min 内将总重为 900N 的泥土匀速提升 5m。在这段时间内A拉力 F 做功的有用功 2000JB滑轮组的机械效率 75C动滑轮重 700ND拉力 F 做功的功

9、率约 33W【答案】B【难易】较易【考点】功、功率机械效率及滑轮组受力分析【解析】W=Fs=400N15m=6000J；=G物/3F=75；G动=3F-900N=300N；P=Fv=400N0.25m/s=100W24如图所示是提升路面砖的装置。质量为 70kg 的工人与地面的接触面积为 500cm2，吊4箱重 200N，每块砖重 100N，滑轮的摩擦和绳重均 可忽略不计。工人用拉力 F 在 4s 内匀速提升 10块砖，升高 2m，此装置的机械效率为 80。 （取 g=10N/kg）则A工人做的额外功是 2000JB拉力 F 的功率是 500WC工人对地面的压强是 1500PaD装置的机械效率

10、最高可达 85【答案】C【难易】中等【考点】功、功率、压强以及机械效率求解【解析】=G物/nF=1000N/2F=80，则 F=625N；则 W额=W总-W有=625N22m-1000N2m=1000J；P=W/t=625N22m/4s=625W；F压=700N-625N=75N，P=F/s=1500Pa；G吊箱+G动=250N，则最大物重为 1150N，则机械效率 =G物/nF=1150N/1400N=82.125如图所示，A、B 重 GA：GB=1:3，用甲、乙两个滑轮组分别匀速提升 A、B 两物体，在相同时间内两物体被提升高度分别为 hA和 hB，2hA=5hB。已知两滑轮组动滑轮重分别

11、为 G甲和 G乙，且 G甲：G乙=1:3。两滑轮组的机械效率分别为 1和 2，功率分别为P1和 P2。若不计绳重和滑轮轴处摩擦，则下列判断正确的是A1：2=1:1 BF1：F2=3：8CP1：P2=5：3 DvA：vB=2:5【答案】A【难易】较难【考点】本题考查滑轮组拉力、功率、速度以及机械效率计算【解析】4F1=GA+G甲，2F2=GB+G乙则 F1：F2=1:6；1=GA/4F1，2=GB/2F2，故1：2=1:1；SA：SB=4hA：2hB=5:1；则 P1：P2=W1：W2=5：6;vA：vB=5：226站在地上的工人用图 8 所示的装置提升货物。提升空货箱时，在 10s 的时间内，

12、空货箱沿竖直方向匀速上升 3m，工人作用在绳上的力做功 120J。货箱中装入 16kg 的货物 A 后，在工人拉力 FA 的作用下，绳子自由端在 10s 的时间内，沿竖直方向匀速下降 12m。不计绳重和滑轮轴摩擦，下列计算结果正确的是（多选）A动滑轮和货箱总重为 40NB拉力 FA 做功的功率为 48WC用此装置提升货物 A 的机械效率为 805D用此装置将 20kg 货物 B 提升 10m，工人至少做功 2000J【答案】AC【难易】较难【考点】滑轮组受力分析、功、功率及机械效率计算【解析】由 W=Fs 得到 F=W/s=120J/43m=10N，4F=G动+G箱=40N，故 A 正确；4F

13、A=GA+G动+G箱，则4FA=200N,则 FA=50N，故 PA=FAv=50N12m/s=60W，故 B 错误；=GA/4FA=160N/200N=80，故 C正确；W=(G物+G动+G箱)10m4=9600J27建筑工地上常用如图 26 所示的装置搬运建筑材料，使用的滑轮组由a、b、c、d、e 五个滑轮组成，如果滑车和建材共重 1500N，每个滑轮重50N。不计绳重及摩擦，以 0.5m/s 匀速提起滑车所用的拉力 F 的功率P=_W。【答案】800【难易】中等【考点】功率求解【解析】4F=G 材料+G 滑车+G 动+G 动=1500N+50N+50N=1600N，则F=400N，P=Fv=400N0.5m/s4=800W28为了将放置在水平地面上、重为 90N 的重物提升到高处。小明同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置。当小明所用的拉力 F 随时间变化的图像如图（乙）所示，重物的速度 v 和上升的高度 h 随时间 t 变化的图像分别如图（丙）和（乙）所示。不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成竖直方向。则在 23s 内，滑轮组的机械效率 =_。【答案】756【难易】较易【考点】学生对于图像题的处理，以及机械效率求解【解析】物体在 2-3s 时物理做匀速直线运动，此时拉力为 40N，则根据 =G/nF=90N/340N=75