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名师讲坛—滑车架机械效率解析

更新时间:2023-09-08 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

曹健勇老师简介:实验学校骨干班主任,中级班主任,2009年获石家庄数学学科带头人称号,2014年出席了银川高考命题工作。常年兼任实验学校结业班数学教学工作,教学成绩突出。ucj物理好资源网(原物理ok网)

名师讲坛—滑车架机械效率解析ucj物理好资源网(原物理ok网)

有关滑车架机械效率的考纲要求是:ucj物理好资源网(原物理ok网)

1.晓得定滑轮、动滑轮、滑车架的特性和作用。ucj物理好资源网(原物理ok网)

2.晓得滑车架在生活、生产中的应用。ucj物理好资源网(原物理ok网)

3.晓得有用功、额外功和总功的含意及两者的关系。ucj物理好资源网(原物理ok网)

4.理解机械效率的概念滑轮组的机械效率的公式,并能估算简单机械的效率。ucj物理好资源网(原物理ok网)

去年石家庄高考数学一模考试题,第22题涉及了此考点。试题曝露出我们在教与学过程中出现的不足,给我们留下许多思索。预计2016年高考中有关滑车架的实验探究或估算依然会出现,难度程度偏难。ucj物理好资源网(原物理ok网)

面对2016年数学高考中的滑车架机械效率问题,我是这样给中学生支招的。ucj物理好资源网(原物理ok网)

一.捉住三条主线ucj物理好资源网(原物理ok网)

1.每段绳子的拉力,大小相同;ucj物理好资源网(原物理ok网)

2.以动滑轮为研究对象,进行受力剖析;ucj物理好资源网(原物理ok网)

3.用机械效率公式,构建能量转化;ucj物理好资源网(原物理ok网)

二.明白四个方法ucj物理好资源网(原物理ok网)

1.省力机械:费距离,费速率;ucj物理好资源网(原物理ok网)

2.做有用功和总功,具有同时性;ucj物理好资源网(原物理ok网)

3.按照功的原理,有用功大于总功;ucj物理好资源网(原物理ok网)

4.有用功是拉物体的力F拉对物体做的功,即W有用=F拉S物;ucj物理好资源网(原物理ok网)

竖直放置滑车架:物体在空气中:F拉=G物,ucj物理好资源网(原物理ok网)

物体浸在水底:F拉=G物-F浮ucj物理好资源网(原物理ok网)

水平放置滑车架:F拉=Ff(物体做匀速直线运动)ucj物理好资源网(原物理ok网)

三.记牢近几年常用但易忘的相关公式:ucj物理好资源网(原物理ok网)

机械效率ηucj物理好资源网(原物理ok网)

四.试题解析:ucj物理好资源网(原物理ok网)

1.如图所示,用滑车架带动重为70N的物体A,使物体A在水平方向上联通5m,所用拉力F为20N,地对物体A的磨擦力为30N。则拉力F做的功为J,滑车架的机械效率为。ucj物理好资源网(原物理ok网)

滑轮组机械效率公式大全_滑轮组的机械效率的公式_滑轮组的机械效率怎么读ucj物理好资源网(原物理ok网)

【答案】20075%ucj物理好资源网(原物理ok网)

2.在“测量滑车架的机械效率”的实验中,用同一滑车架进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表。ucj物理好资源网(原物理ok网)

次数ucj物理好资源网(原物理ok网)

钩码重/Nucj物理好资源网(原物理ok网)

钩码上升ucj物理好资源网(原物理ok网)

距离/cmucj物理好资源网(原物理ok网)

弹簧测力ucj物理好资源网(原物理ok网)

计示数/Nucj物理好资源网(原物理ok网)

弹簧测力计上ucj物理好资源网(原物理ok网)

升距离/cmucj物理好资源网(原物理ok网)

机械效率ucj物理好资源网(原物理ok网)

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0.8ucj物理好资源网(原物理ok网)

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83.3%ucj物理好资源网(原物理ok网)

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90.9%ucj物理好资源网(原物理ok网)

(1)在第2次实验中滑车架的机械效率为(结果保留一位小数)ucj物理好资源网(原物理ok网)

(2)第3次实验中弹簧测力计的示数未填,由图可知,弹簧测力计的示数为N。ucj物理好资源网(原物理ok网)

(3)剖析数据可得推论,是由同一滑车架,提高的物体越重,滑车架的机械效率(选填“高”或“低”)。ucj物理好资源网(原物理ok网)

(4)按照实验推论推断,使用该滑车架再度将重8N的物体匀速提高10cm,此时滑车架的机械效率可能为(只填序号)ucj物理好资源网(原物理ok网)

A.71.6%B.82.6%C.92.4%ucj物理好资源网(原物理ok网)

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【答案】(1)88.9%(2)2.4Nucj物理好资源网(原物理ok网)

(3)高(4)Cucj物理好资源网(原物理ok网)

3.(2015湖南常德)我国明朝远洋工贸船“南海一号”于2007年成功打捞出水.为复原我国海上丝绸之路历史提供了十分珍稀的实物资料,采用围堰包裹沉没的整体打捞形式,在世界水下考古也是一大创新。某同事为了体验“南海一号”的打捞过程,特借助滑车架从水下打捞一重物ucj物理好资源网(原物理ok网)

如图所示,用一个底面积S=0.05m2、高h=0.2m的长方体形状的重物模拟“南海一号”,该朋友站在河边带动绳子自由端,使重物从水中开始向下运动,假设重物仍然做竖直向下的匀速直线运动,并经历三个运动阶段:第一阶段,从重物在水底开始运动到重物的上表面面刚漏出海面,绳对重物的拉力F1=140N,用时t1=40s,第二阶段,从重物上表面刚漏出海面到其下表面刚离开海面,用时t2=4s,第三阶段,从重物下表面离开海面后在空中上升,已知动滑轮所受重力G0=60N,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/g,不计绳重、轮与轴之间的磨擦及水的阻力滑轮组的机械效率的公式,不考虑重物出水前后质量的变化。求:ucj物理好资源网(原物理ok网)

①在第一阶段运动中,水对重物的压强F浮为多大?ucj物理好资源网(原物理ok网)

②在第一阶段运动中,绳对重物做功W1为多大?ucj物理好资源网(原物理ok网)

③滑车架在第一阶段运动中的机械效率η1和第三阶段运动中的机械效率η3分別为多大?ucj物理好资源网(原物理ok网)

解:(1)金属块排沸水的容积与金属块的容积相等,ucj物理好资源网(原物理ok网)

即V排=V金=Sh=0.05m2×0.2m=0.01m3,ucj物理好资源网(原物理ok网)

则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m3ucj物理好资源网(原物理ok网)

=100N;ucj物理好资源网(原物理ok网)

(2)因为第二阶段,从重物上表面刚漏出海面到其下表面刚离开海面,ucj物理好资源网(原物理ok网)

用时t2=4s;上升高度为物体的高h,ucj物理好资源网(原物理ok网)

则上升速率v=ht2=0.2m4s=0.05m/s;ucj物理好资源网(原物理ok网)

所由v=st得:ucj物理好资源网(原物理ok网)

第一阶段上升高度s=vt1=0.05m/s×40s=2m,ucj物理好资源网(原物理ok网)

绳对重物做的功W=F1s=140N×2m=280J.ucj物理好资源网(原物理ok网)

(3)因为不计绳重、轮与轴之间的磨擦及水的阻力,ucj物理好资源网(原物理ok网)

则绳子的拉力F=1/n(G+G动),s=nhucj物理好资源网(原物理ok网)

则η=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/1/n(G+G动)nh=G/G+G动,ucj物理好资源网(原物理ok网)

所以,第一阶段运动中的机械效率ucj物理好资源网(原物理ok网)

η1=F1/(F1+G动)×100%=140N/(140N+60N)×100%≈70%;ucj物理好资源网(原物理ok网)

因为第一阶段重物对滑车架的拉力ucj物理好资源网(原物理ok网)

F1=G-F浮,则G=F1+F浮=140N+100N=240N,ucj物理好资源网(原物理ok网)

所以第三阶段运动中的机械效率ucj物理好资源网(原物理ok网)

η2=G/(G+G动)×100%ucj物理好资源网(原物理ok网)

=240N/(240N+60N)×100%≈80%.ucj物理好资源网(原物理ok网)

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