1、四、滑輪創新題四、滑輪創新題1、如圖、如圖12-5-1所示，貨物重所示，貨物重300 N，現使用，現使用滑輪或滑輪組勻速提升重物，試確定各圖中各滑輪或滑輪組勻速提升重物，試確定各圖中各力的大小力的大小(滑輪重和摩擦不計滑輪重和摩擦不計)，F1 N，F2 N，F3 N。上題中，如果每個滑輪重上題中，如果每個滑輪重20 N，則各拉力，則各拉力F的的大小分別為大小分別為F1 N，F2 _ NF3 _ N(不計摩擦不計摩擦)1、300N,150N,100N 2、300N，160N，約等于107N2、如圖如圖12-5-2所示，如果貨物在所示，如果貨物在500 N的拉力作用下勻速上升，則貨物重的拉力作用下

2、勻速上升，則貨物重_ N(動滑輪自重和摩擦不計動滑輪自重和摩擦不計)3、如圖如圖12-5-3所示，如果貨物所示，如果貨物G重重100 N，勻速向上的拉力，勻速向上的拉力F為為40 N，則動滑輪重，則動滑輪重 N(不計不計摩擦摩擦)2、1000N 3、20N5、如圖如圖12-5-5所示，在水平地面上的物體所示，在水平地面上的物體A在拉力在拉力F的作的作用下向左勻速運動，已知物體用下向左勻速運動，已知物體A受到的摩擦力為受到的摩擦力為30 N，G100 N，則繩子對，則繩子對A的拉力的拉力F N，作用在繩子自，作用在繩子自由端的力由端的力F N4、如圖如圖12-5-4所示用滑輪使物體沿水平地面做勻

3、速直所示用滑輪使物體沿水平地面做勻速直線運動，已知物重為線運動，已知物重為40 N，它受到的摩擦力為，它受到的摩擦力為10 N，則所用的拉力是則所用的拉力是 N。(不計動滑輪重與摩擦不計動滑輪重與摩擦)4、5N 5、1、用滑輪組將一重為、用滑輪組將一重為300 N的物體提起，的物體提起，繩子承受最大拉力為繩子承受最大拉力為120N（動滑輪重、繩（動滑輪重、繩子自重和摩擦均不計子自重和摩擦均不計)。要求要求F的方向向下，設計組裝滑輪組，的方向向下，設計組裝滑輪組，并畫出示意圖并畫出示意圖若物體被提升若物體被提升1.5 m，繩子末端移動多，繩子末端移動多少米？少米？作業：作業：兩個定滑輪和一個動滑

4、輪，4.5M作業：作業：站在地面上的人用滑輪組把重站在地面上的人用滑輪組把重960N的貨物由地面的貨物由地面勻速提升到勻速提升到4m高處，所用的時間為高處，所用的時間為8s,人作用在繩人作用在繩子自由端的拉力為子自由端的拉力為600N（不計繩子重和摩擦）（不計繩子重和摩擦）(1)根據題意要求在圖中畫出繩子的繞法根據題意要求在圖中畫出繩子的繞法(2)求動滑輪的重求動滑輪的重(3)求貨物上升的速度求貨物上升的速度(4)求繩子末端動力點移動的距離求繩子末端動力點移動的距離(5)求繩子末端動力點移動的速度求繩子末端動力點移動的速度2、240N，3、0.5米/秒，4、8米，1米每秒，復習提問：1 1、功

5、的兩個要素：、功的兩個要素：一是作用在物體上的力。一是作用在物體上的力。 二是物體在力的方向上通過的距離。二是物體在力的方向上通過的距離。2 2、功的計算公式：、功的計算公式：W=FSW=Gh或或討論：討論：通過一動滑輪用通過一動滑輪用60 牛的拉力提起重為牛的拉力提起重為100牛的重物，使重物提高牛的重物，使重物提高2米。米。（1）拉力做多少功？）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？）如用手直接提起做功多少？W手=Gh=100N2m=200JW用機械=FS=60N4m=240J為什么為什么利用實際機械做的功大于不用機械直利用實際機械做的功大于不用機械直接用手做的功呢接用手做的功呢 ？

6、FS=2h=22m=4m人提沙子做功人提沙子做功1對砂子做功2對桶做功3克服自重做功人拉滑輪做功人拉滑輪做功1對砂子做功2對桶做功3對動滑輪做功人拉滑輪做功人拉滑輪做功1對砂子做功2對口袋做功3對動滑輪做功1.有用功：對人們有用的功有用功：對人們有用的功舉高重物時：舉高重物時：W有有=G物物h一、有用功、額外功、總功一、有用功、額外功、總功2、額外功：人們不需要但又、額外功：人們不需要但又 不得不做的功。不得不做的功。（1）克服機械自重做的功克服機械自重做的功W額外額外=G動滑輪動滑輪h使用動滑輪或滑輪組時：使用動滑輪或滑輪組時：（2）克服機械間的摩擦做的功）克服機械間的摩擦做的功3、總功：、

7、總功： 有用功和額外功的和，叫總功。有用功和額外功的和，叫總功。W總=W有用+ W額外公式（公式（1） 公式（公式（2） W總=FS用水桶從井中提水的時候用水桶從井中提水的時候, ,所做的所做的功哪部分是有用功功哪部分是有用功, ,哪部分是額外哪部分是額外功功? ?目的：提水目的：提水提水所做的功是有用功提水所做的功是有用功; ;提水桶所做的功是額外功。提水桶所做的功是額外功。思考：思考：如果桶掉到井里如果桶掉到井里, ,從井里撈桶的時候從井里撈桶的時候, ,撈上的桶里帶了一些水撈上的桶里帶了一些水, ,這種情況下這種情況下哪部分是有用功哪部分是有用功, ,哪部分是額外功哪部分是額外功? ?目

8、的：目的：撈桶撈桶提水桶所做的功是有用功提水桶所做的功是有用功; ;提水所做的功是額外功。提水所做的功是額外功。思考：思考：二、機械效率二、機械效率有用功跟總功的比值叫機械效率有用功跟總功的比值叫機械效率 有用功總小于總功，所以機械效率總小于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1 思考思考:機械效率會大于嗎？為什么？機械效率會大于嗎？為什么？公式：公式： 機械效率一般用百分數表示，沒有單位機械效率一般用百分數表示，沒有單位 %100總有用WW機械效率分析：（1）因為有用功總小于總功， 所以機械效率總小于1。（2）機械效率通常用百分數來表示。 例如：起重機的機械效率：40-50%滑輪組的機械效率

9、：50-70%抽水機的機械效率：60-80%某起重機的機械效率某起重機的機械效率70%70%，它表示什么意思？它表示什么意思？使用起重機提升重物時所做的使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是有用功跟總功的比值是70%70%。三、實驗探究三、實驗探究探究一：測滑輪組的機械效率探究一：測滑輪組的機械效率1、鉤碼重240N，一個動滑輪重60N，不計滑輪與繩子的摩擦求機械效率？ 1、對于、對于同一個機械同一個機械，機械的自重和摩擦不變，所，機械的自重和摩擦不變，所以機械的以機械的額外功不變額外功不變.2、所掛的所掛的重物越大重物越大，有用功越有用功越多多，則有用功，則有用功所占的比例越大所占的

10、比例越大所以，對于所以，對于同一個機同一個機械械，所掛的，所掛的重物越大重物越大，機械效率越高機械效率越高 2、鉤碼重300N，一個動滑輪重60N，不計滑輪與繩子的摩擦，求機械效率？滑輪組提高重物時滑輪組提高重物時: :W有用 G物 hW總 F s S= n h物體重240N，動滑輪分別重60N，20N，求機械效率，不計繩子與滑輪的摩擦？1、機械對外所做的有用功一定時，機械本身的重力和摩擦越小，額外功就越小，則有用功所占的比例越大2、所以，對于不同的機械，如果所掛的重物相同，機械本身的重力和摩擦越小，機械效率越高。3、通過探究，你認為如何才能提高機械的機械效率？、通過探究，你認為如何才能提高機

11、械的機械效率？ 增大有用功所占的比例：額外功一定時，增加有用功增大有用功所占的比例：額外功一定時，增加有用功減小額外功所占的比例：有用功一定時，減小額外功減小額外功所占的比例：有用功一定時，減小額外功實驗原理實驗原理實驗步驟：實驗步驟：照圖，把滑輪組和刻度尺安裝好，測出鉤照圖，把滑輪組和刻度尺安裝好，測出鉤碼碼G的值，并記錄表中。的值，并記錄表中。勻速豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼G上升，上升，讀出彈簧測力計所示拉力讀出彈簧測力計所示拉力F的值的值 ，從刻度，從刻度尺讀出鉤碼升高的距離尺讀出鉤碼升高的距離h和彈簧測力計移和彈簧測力計移動的距離動的距離S，記錄數據在表格

12、中。，記錄數據在表格中。分別算出有用功和總功、機械效率。記錄分別算出有用功和總功、機械效率。記錄結果。結果。再安裝另外的滑輪組，再重復上面的實驗。再安裝另外的滑輪組，再重復上面的實驗。影響滑輪組機械效率的影響滑輪組機械效率的因素因素 1 1、滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦、滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦 2 2、動滑輪的自重、動滑輪的自重 3 3、所提升的物重、所提升的物重 4 4、機械效率與省力多少無關、與功率大、機械效率與省力多少無關、與功率大小無關、與重物被提升的高度無關！小無關、與重物被提升的高度無關！提高機械效率提高機械效率 的方法的方法2、改進機械的結構，減小機械自重改進機械的結構

13、，減小機械自重 1、減小機械間的摩擦力。減小機械間的摩擦力。例如：動滑輪太重，使滑輪組機械效率很低，例如：動滑輪太重，使滑輪組機械效率很低，換用較輕滑輪就可提高其機械效率。換用較輕滑輪就可提高其機械效率。例如：加強機械運動部位的潤滑例如：加強機械運動部位的潤滑.3 3、增加物重，讓機械盡量滿負荷工作、增加物重，讓機械盡量滿負荷工作。想一想：滑輪組水平放置時，怎樣？滑輪組水平拉動物體時滑輪組水平拉動物體時: :W有用有用 f s物物W總總 F s繩繩 S繩繩= ns物物探究探究 二、二、 斜面的機械效率斜面的機械效率1、提出猜想：、提出猜想：斜面的機械效率可能和斜面的機械效率可能和 有關。有關。

14、2、參考器材：、參考器材：長木板、小木塊、彈簧測力計、刻度尺長木板、小木塊、彈簧測力計、刻度尺3、探究過程：、探究過程： 斜面的坡度斜面的坡度組裝器材組裝器材進行實驗進行實驗分析數據，得到結論分析數據，得到結論實驗裝置：實驗裝置：FShG實驗過程：實驗過程：測量小木塊的測量小木塊的重力重力G G，記錄數據；，記錄數據； 改變斜面的改變斜面的傾斜程度傾斜程度，重復步驟。，重復步驟。 把小木塊用彈簧秤把小木塊用彈簧秤沿斜面沿斜面勻速勻速向上向上拉；分別記錄拉；分別記錄拉力拉力F F、木塊沿斜面移、木塊沿斜面移動的動的距離距離S S、木塊上升的、木塊上升的高度高度h h。注意事項：注意事項：要勻速拉

15、動物體。要勻速拉動物體。拉力要與斜面平行。拉力要與斜面平行。及時記錄數據。及時記錄數據。4 4、記錄表格：、記錄表格：結論：結論：斜面越陡，省力越少即越費力，機械效率越高。斜面越陡，省力越少即越費力，機械效率越高。FSGhWW?有總公式：公式：小結：小結：1、有用功、額外功、總功有用功、額外功、總功2、機械效率機械效率3、斜面的機械效率與坡度有關、斜面的機械效率與坡度有關總有WW3 3、如圖所示，斜面長、如圖所示，斜面長10m10m，高，高2m2m，工人要沿斜面，工人要沿斜面把重把重1500N1500N的物體勻速拉到斜面頂端，若斜面的機的物體勻速拉到斜面頂端，若斜面的機械效率為械效率為75%7

16、5%，求：（，求：（1 1）工人做的有用功、總功、）工人做的有用功、總功、和額外功；（和額外功；（2 2）工人所用的拉力和物體與斜面的）工人所用的拉力和物體與斜面的摩擦力。摩擦力。F2m此時拉力F不等于摩擦力，拉力F等于摩擦力與重力沿斜面的分力的和。求摩擦力可先求出額外功1000J除以斜面長10米等于 f=100N。1、如圖所示的滑輪組勻速提升物體已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距離為30厘米,則有用功為多少焦耳?該滑輪組的機械效率為多少?G解:因為h= S=10cm=0.1m13W有=Gh=240 N0.1m=24J W總=FS=100 N0.3m=30J = = 100%

17、=80% W有W總24J30J F2 2、一臺起重機將重、一臺起重機將重36003600N N的貨物提高的貨物提高4 4m m。如。如果額外功是果額外功是96009600J J，起重機做的有用功是，起重機做的有用功是多少？總功是多少？機械效率是多少？多少？總功是多少？機械效率是多少？3 3、一輛汽車不小心開進了泥潭中，司機取來一、一輛汽車不小心開進了泥潭中，司機取來一套滑輪組欲將汽車從泥潭中拉出，如下圖所示。套滑輪組欲將汽車從泥潭中拉出，如下圖所示。若車重為若車重為8 810104 4N N，汽車受到的阻力為車重的，汽車受到的阻力為車重的0.030.03倍，滑輪組的機械效率為倍，滑輪組的機械效率為8080，問：（，問：（1 1）該司）該司機至少需用多大的力才能將汽車從泥潭中拉出？機至少需用多大的力才能將汽車從泥潭中拉出？（2 2）若拉動汽車時，汽車前進的速度為）若拉動汽車時，汽車前進的速度為0.1m/s0.1m/s，則司機做功的功率是多少？則司