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如图所示,某人站在高处用100N的拉力把重240N的物体提高1m,则人克服重力所做的有用功为_________J,总功为________J,该滑轮组的机械效率____________。-九年级物理

[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  互联网

题文

如图所示,某人站在高处用 100N的拉力把重240N的物体提高1m,则人克服重力所做的有用功为_________J,总功为 ________ J,该滑轮组的机械效率____________。

题型:填空题  难度:中档

答案

240;300;80%

据专家权威分析,试题“如图所示,某人站在高处用100N的拉力把重240N的物体提高1m,则人..”主要考查你对  功的计算,滑轮(组)的机械效率,滑轮(组)中拉力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

功的计算滑轮(组)的机械效率滑轮(组)中拉力的计算

考点名称:功的计算

  • 功的计算公式:
    功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。

    单位:
    国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点:
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

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=Fs
    W=Gh+Gh
    (不计绳重,摩擦)
    额外功 W额外=W-W有用
    W额外=Gh
    (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 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、拉力F移动距离s
    W有用=f·s —— W总=F·s=F·ns
    n为绳子股数

考点名称:滑轮(组)中拉力的计算

  • 滑轮组的省力情况:
    使用滑轮组时,滑轮组由几段绳子吊着动滑轮,提起物体所用的力就是物重的几分之一。

  • 滑轮组由几股绳子承担物重:
        有几股绳与动滑轮相连,承担物重的绳子的股数n 就是几,而重物上升的高度h与绳子自由端移动的距离s的关系是:s=nh。如图:在动、定滑轮之间画一条线,将它们分开,只算在动滑轮上的绳子的股数。

    例1如图甲、乙滑轮组装置,所有摩擦不计,分别用F1、F2竖直匀速拉动重物G,已知每个滑轮重力为 G/2,则力F1和F2之比为(  )


    A.1:1B.3:2C.2:3D.3:4
    解析:当考虑动滑轮的重力,不计摩擦时,F=,由图中滑轮组的绕线方法可知:F1=
    答案:C

    滑轮组省力情况的判断
    1.滑轮组竖放:若不考虑动滑轮自重以及绳、轮摩擦,滑轮组用几股绳子吊着物体,提起物体所用的动力就是物重的几分之一,即;若考虑动滑轮自重,但忽略摩擦,此式变为F= 。用“连动法”,弄清直接与动滑轮连接的绳子的根数n,在图甲中我们以重物和动滑轮为研究对象,n=4,有四根绳子承担动滑轮及重物,所以用力。同理,分析乙图可知,提起重物及动滑轮的

     2.滑轮组横放:在不考虑绳、轮摩擦时,滑轮组用几股绳拉着物体做匀速直线运动,拉力大小就是物体所受摩擦力的几分之一,即:
    例1同一物体沿相同的水平地面被匀速移动,如下图所示,托力分别为F、F、F,不记滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则(   )

     A.F甲<F乙<F丙
    B.F甲>F乙>F丙
    C.F甲>F乙=F丙
    D.F甲=F乙>F丙
    解析:三种情况下物体与地面的摩擦都相等为f,甲是定滑轮,F=f,乙是动滑轮,,丙是滑轮组,,即,选B。
    例2如图甲所示,物体4在拉力F的作用下做匀速直线运动,弹簧测力计的示数是5N,那么拉力,为_____N,物体A与地面间的摩擦力为_____N。

    解析:本题动滑轮的动力施加在转轴上,是一种费力的用法,其实质是动力臂是阻力臂一半的杠杆,要费力,其杠杆示意图如图所示。
    答案:10   5
    点拨:此题的图可以旋转90与常见的动滑轮对比。



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