求初中物理关于滑轮的功和机械效率以及功率的公式及应用

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/04/29 01:25:33

求初中物理关于滑轮的功和机械效率以及功率的公式及应用
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1.竖直滑轮组
　　竖直滑轮组的相关习题是考试的重点,是学生学习的难点,这部分内容知识点多、公式多,知识的综合性强,题目中的数据易张冠李戴,同学们在考试中易丢分,下面把它们的关系及公式梳理一下,会给同学们在解题上带来方便.如图为常规使用竖直滑轮组（下列公式中：n吊着动滑轮绳子段数,F绳端拉力,G物物体重力,G动动滑轮重力,s绳端移动距离,h物体提升高度,v绳绳端移动速度,v物物体移动速度）.
　　①力的关系：F=（G物+G动）(不计绳重和摩擦)
　　②距离的关系：s=nh
　　③速度的关系：v绳=nv物
　　④三种功表达式：W有用=G物h,W总=Fs,W额外=G动h(不计绳重和摩擦)
　　⑤机械效率：η====,η==（当忽略绳重和摩擦时）
　　⑥功率：P总==Fv绳
　　P有用==G物v物
　　例题5：某工地上用如图所示的滑轮组,匀速提升质量为500kg的物体,在物体上升0．8m的过程中,拉力F的功率为2500W,此滑轮组的机械效率为80％,不计绳重和摩擦（g=10N/kg）.求：（1）滑轮组做的有用功；（2）物体上升的速度；（3）若用该滑轮组吊起6250N的重物,则拉力为多大?
　　（1）W有用=G物h=500×10×0.8=4000J
　　（2)P有用=P总η=2500×80%=2000W
　　v物===0.4m/s
　　(3)η=
　　G动=G物=5000×=1250N,F=（G物+G动）=×(6250+1250)=2500N
　　分析：本题将竖直滑轮组的有用功、功率、机械效率以及滑轮组等知识点进行综合考查,对学生知识的综合能力要求比较高.尤其是第三问,重点考查了学生对机械效率的理解,考查学生是否理解物重对机械效率的影响.
　　2.水平滑轮组
　　利用水平滑轮组拉物体时,要明确有用功是克服物体与接触面摩擦力f物所做的功,拉力F做的仍为总功.如图为水平滑轮组的常规使用,相关公式梳理：
　　①力的关系：F=f物（不计轮重及绳与轮的摩擦）
　　②距离的关系：s绳=ns物
　　③速度的关系：v绳=nv物
　　④功的公式：W有用=f物s物,W总=Fs绳

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