专题16 滑轮组问题考法与解法 知识点1：用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法 （1）有用功W有用=Gh （2）总功W总=Fs （3）额外功W额外=W总—W有用 （4） s=nh 其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离， n是动滑轮上的绳子段数。 （5）滑轮组机械效率的求解 用滑轮组提升物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。 滑轮组机械效率公式： η＝（W有用/W总）×100％ η＝（W有用/W总）×100％= (G / nF ) ×100％ 知识点2：用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法 （1）有用功W有用= fs2 （2）总功W总= F s1 （3）额外功W额外=W总—W有用 （4）s1= ns2 其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数。 （5）滑轮组机械效率的求解 用滑轮组水平拉动物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。 滑轮组机械效率公式： η＝（W有用/W总）×100％ η＝（W有用/W总）×100％= (fs2/ F s1) ×100％ 知识点3：探究滑轮组的机械效率实验 （1）原理：η=W有/W总 （2）应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S （3）器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。 （4）注意：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变。 （5）结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： 1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 2）提升重物越重，做的有用功相对就多。 3）摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 【例题1】（2020四川南充）如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N(不计绳重和摩擦)，B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是（ ） A. B匀速下降时，物体A受到3N的摩檫力 B. 拉力F的大小为4N C. 拉力F的功率为3.6W D. B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J 【答案】BC 【解析】A．由图通过动滑轮绳子段数n=3，不计绳重及摩擦时，B拉A的力 FA=( GB+G动)=×(5N+1N)=2N B匀速下降，物体A匀速向右运动时，受向右的拉力FA和向左的摩擦力作用，则 f=FA=2N 故A错误； B．当使物体B以0.3m/s的速度上升时，物体A匀速向左运动，受向右的拉力FA、摩擦力和向左的拉力F作用，由于物体A的压力和接触面没有改变，则摩擦力大小不变，所以 F=FA+f=2N+2N=4N 故B正确； C．绳子自由端移动的速度为vA=3vB=3×0.3m/s=0.9m/s 所以拉力F的功率 P==FvA=4N×0.9m/s=3.6W 故C正确； D．B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功 WF=Fs=F×3h=4N×3×0.6m=7.2J 故D错误。 【对点练习】如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ） A．绳子自由端移动的距离是6m B．动滑轮的重是10N C．工人做功的功率是80W D．滑轮组的机械效率是80％ 【答案】D 【解析】（1）动滑轮上的绳子段数n=2，所以绳子自由端移动的距离是s=nh=2×2m=4m； （2）需考虑G动，忽略绳重和摩擦F=(G+G动）/n 250N=(400N +G动）/2 解得：G动=100N （3）有用功：W有=Gh=400N×2m=800J 拉力F所做的总功：W总=Fs=250N×4m=1000J η＝（W有用/W总）×100％ =G/n F=400N/（2×250N）=80% （4）P总=W总/t=1000J /10s=100W 【例题2】（2020江苏连云港）用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为_____W，有用功为_____J，滑轮组的机械效率为_____。 【答案】 (1) 36 (2) 300 (3) 83.3% 【解析】（1）由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距 ... ...
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