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1、个性化辅导讲义 杭州龙文教育科技有限公司 1 学生：科目：第阶段第次课教师： 课题 滑轮组及机械效率 教学目标 1、 通过实验认识到s=nh、什么条件下F=(G+G动)/n 成立 2、 分析影响使用滑轮组提升重物时的做了哪些额外功 3、通过实验研究测量滑轮组机械效率的方法 重点、难点 重点： 利用滑轮组提升重物时,机械效率 F=(G+G 动 )/n 成立的条件 难点： 运用 =G/Fn 解题， “不计动滑轮重和摩擦”“绳重及摩擦不计”时 F 与 G 之间的关系。 考点及考试要求 辨认定滑轮、动滑轮和滑轮组 a 知道定滑轮和动滑轮的特点 a 知道滑轮组的特点（限于两个滑轮的滑轮组）a 使用滑轮组
2、（限于两个滑轮的滑轮组）解决简单的问题 b 说明功率的概念 b 知道功率的单位 a 应用功率公式进行简单的计算 c 从能的转化来说明功率 b 教学内容 知识框架 考点 1： 1 知识梳理 1、定滑轮、动滑轮、滑轮组特点 定滑轮：不能省力能改变动力方向，实质是等臂杠杆。 动滑轮：省一半的力，实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆。 滑轮组：用几段绳子吊着物体，绳子自由端的拉力就是物重的几分之一，设绳子段数为n，有：F= n 1 G总 = n 1 (G物+G动) = n G物 = n G物 = n f摩 (水平拉物体时 ) s绳=nh=ns物( 水平拉物体时 )v绳=nv物 2机械效率：有用功跟总功的比值
3、。 公式： = 总 有用 W W 100= 额有用 有用 WW W 100或= 总 有用 P P 100 3滑轮组机械效率：提升物体时= Fs Gh 100或= Fs Th 100 (其中h为重物移动距离，s为绳 子自由端的拉力移动的距离。T表示为物体在水中被提起) 个性化辅导讲义 杭州龙文教育科技有限公司 2 若已知绳子段数n，有s绳=nh，则： = nF G物 100=(1 nF G动 ) 100 忽略绳重和摩擦，则：= 动物 物 GG G 100动滑轮重：G 动=nF G物 水平拉物体时= 绳 物摩 Fs sf 100= nF f摩 100(f 摩为物体与水平面间的摩擦 ) 结论： 同一
4、滑轮组提起物重越重机械效率越高；提起同一重物动滑轮个数越少机械效率越高。提高 滑轮组机械效率的途径：增加物重、减小动滑轮的自重和部件之间的摩擦。 难点一：滑轮组的绕制方法与拉力关系和对滑轮组系统的物体进行受力分析 1明确滑轮组绳子段数n与拉力 F的关系F= n 1 G。若定滑轮和动滑轮个数相同，总数为N。则有N或N+1段 绳子承重两种绕法。若动滑轮多一个，则最多有N+1段绳子承重；若滑轮多一个，则最多有N段绳子承重。 2先判断滑轮情况，定滑轮只改变方向，动滑轮能省力一半；再判断研究对象受力情况或运动状态。 难点二：对滑轮组机械效率实验加以探究考查 1明确实验过程中要匀速竖直拉动弹簧测力计，能根
5、据测定的物重G、测力计的拉力F、物体上升的距离 h、绳子自由端移动的距离s，利用公式 = Fs Gh 100计算机械效率。 2知道滑轮组的机械效率与 G 物、G 动有关( 忽略绳重和摩擦) ，提高滑轮组机械效率的途径：增加物重、 减小动滑轮的自重和部件之间的摩擦。 难点三： 求解滑轮组的有用功、总功、 机械效率及带滑轮组的 综合问题 确定滑轮组有用功是对被拉起物体做的功， 总功是绳子自由端的 拉力做的功。 2 典型例题 例 1画出使用左图甲中所示的精轮组提起物体时最省力 的绕绳方法。 启思 1在右图中， 若胖者体重 800N，瘦者体重 500N， 货物重 600N(绳重及摩擦力不计) 。则：甲
6、图中，静止站立 在地面的胖者受到向上的合力是_N，他受力 _( 填“平 衡”或“不平衡”) 。乙图中 , 瘦者在上升过程_匀速运动 (填 “是”或“不是”) 。 启思 2 如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。 物重均为 500N，滑轮重均为 10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确 的是 ( ) A甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B甲图中的拉力小于乙图中的拉力 个性化辅导讲义 杭州龙文教育科技有限公司 3 C甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率 D甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率 例2某小组通过实验得知滑轮组的机械效率与许多因素有关有 同学想进一步探究滑轮组的机械效率是否与滑轮组中细绳
7、的绕法有关。 根据探究目的，他们先通过实验算出如图甲所示的滑轮组的机械效率。 请你在图乙中画出下一步实验所需的组装图。 启思在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两 次实验。实验数据如下： (1) 此实验所用滑轮的个数至少是_个，其中动滑轮有_ 个。 (2)实验中应 _拉弹簧测力计。 (3)第一次实验测得滑轮组的机械 效率为 _，第二次实验时滑轮组的机械效率_( 选填“大于”“等于”或“小于”) 第一次的机械 效率。 3 知识概括、方法总结与易错点分析 一、组装滑轮组 A、不改变力的方向( 绳子自由端向上拉) B 、改变力的方向( 绳子自由端向下拉) 当 n为“奇数”时 不改变力的
8、方向：动滑轮个数=定滑轮个数 = 2 1n 个； 改变力的方向( 加一定 ) ：动滑轮个数= 2 1n 个；定滑轮个数= 2 1n +1= 2 1n 个 当 n为“偶数”时 不改变力的方向：动滑轮个数= 2 n 个；定滑轮个数= 2 1n 个 改变力的方向( 加一定 ) ：动滑轮的个数=定滑轮个数 = 2 n 个 总结：奇动偶定，一动配一定，偶数减一定，变向加一定( 两种情况都是这样) 二、使用滑轮( 组) 应注意的几点( 特殊情况 ) 使用动滑轮不一定省力 举例：用动滑轮提起重为G 的物体时，拉力F( 不计滑轮重和摩擦，以下均同) ，使用此 滑轮时 ( ) A、省力 B、费力 C、不省力不费
9、力 D、都不对 说明： 和物体一起移动的滑轮叫动滑轮，即物体移动的距离等于动滑轮移动的距离， 此时动力作用在绳子末端，阻力作用在动滑轮上省力一半。 动滑轮被几股绳子吊起，所用力不一定就是物重的几分之一 个性化辅导讲义 杭州龙文教育科技有限公司 4 举例：利用图示装置时拉力F等于 ( ) A、 8 G B、 6 G C、 2 G D、 4 G 说明： 只有在使用由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组时，动 滑轮由几股绳子吊起，所用力才是物重的几分之一。( 还要除下 面一种情况 ) 使用滑轮组时，动滑轮由几股绳子吊起，所用力不一定 是物重的几分之一 举例：滑轮组下吊篮及人总重1200N，则人匀速提起吊篮所
10、用的力 F的大小等于 ( ) A、300N B、400N C、 900N D、240N 说明：使用滑轮组时，吊起滑轮组所用力与滑轮组下吊起的重物应是分割的，此时的力才是物重的几分 之一 ( 此题重物和力F是连体的，动滑轮下承受的接力应为1200N F) 4 针对性练习： 1A、B 两物体重力分别为60N和140N。如图所示， 当A、 B物体都静止时，它们所受的合力分别为( ) A60 N， 140 N B 0，140 N C60 N， 0 D 0， 0 2如图所示，物体A重20N ，滑轮重 1N，绳重不计， 弹簧测力计的示数为25N，则物体 B的重为 _N。 3如图所示的滑轮组成滑轮组提升重物
11、。要求拉力为物重的二分之一(忽略摩擦及绳和滑轮组重力) ，在 图中画出滑轮组的绕线。 4小明同学利用定滑轮设计了一种拉动窗帘的简易装置。设计时他采用一根闭合的拉线绕在滑轮上。在 右侧拉动这根拉线，就可以实现窗帘的打开与闭合。请你在图中画出这根拉线在滑轮上的绕法以及窗帘细线 与拉线的连接。 5在做“测滑输组的机械效率”的实验中，小明和同学们测得图中甲、乙两个滑轮组的机械效率不同。 (1) 实验后小明想：对于同一个滑轮组。它的机械效率是否不变呢?经过思考后他认为：即使像图甲那样已经 绕好的滑轮组，机械效率也不是固定不变的。还应该与_有关，并用实验验证了自己的猜想是正确 的。小明的实验方法是_。 (
12、2)小明将自己所做的上述实验告诉其他同学。大家探究的欲望更加强烈，大家认为： 用滑轮组提升重物 时，提升动滑轮所做的功对人们是没有用的，所以_也应该是影响滑轮组机械效率 高低的主要因素。小明说：其实大家已测得的甲、乙两个滑轮组的机械效率不同，就证明了这一点。 6在“测定滑轮组的机械效率”的实验中： (1) 一位同学用如图所示的滑轮组在10s内将总质量为0.25kg 个性化辅导讲义 杭州龙文教育科技有限公司 5 的钩码匀速提高了10cm 。在这个过程中弹簧测力计的示数如图所示( 取g=10N/kg) 。则：作用于绳子自由端的 拉力所做的功W=_J；此拉力的功率P=_W ；滑轮组的机械效率=_。
13、( 保留两位小数 ) (2)如果这位同学仍然用图中的滑轮组，只是把所挂的钩码减少了三个，此时测得滑轮组的机械效率为 ，则与 的大小关系是_ 。( 选填“ ”、“ =”或“ ”) 本节课总结提高题 7滑轮是我们日常生活租生产中经常使用的简单机械，使用滑轮 能给我们带来许多好处。 (1) 请分析图甲中的实验, 说明图中滑轮的特点： (2) 小明按图乙所示的滑轮组实验时，用F=5N的拉力在 3s内将重为 12 N的物体匀速提高了10cm。则滑轮组的机械效率为多少?拉力F的功 率是多少 ? 9如图所示，物体G 在拉力 F的作用下做匀速直线运动，拉力做 功是 600J，物体向左移动了2m 。滑轮组的机械效率是80。求： (1) 额外功是多少? (2) 拉力 F是多少？ (3)物体所受的摩擦力是多大? 10 电气化铁路的高压输电线，无论在严冬还是盛夏都要绷直， 才能使高压线与列车的电极接触良好。这就必须对高压线施加恒定 的拉力，为此，工程师设计了如图所示的拉力系统。实际测量得到 每个水泥块的体积为1.5 10 -2 m 3，共悬挂 20个水泥块。已知水泥块 的密度为 2.6 10 3 kg/m3, 取g=10N/kg。 (1) 请指出图中的动滑轮、定滑轮。 (2) 每个水泥块的重力是多少? (3) 滑轮组对高压线的拉力是多大?