(安徽专版)2014中考复习方案课件(考点聚焦+归类示例)-专题精讲：专题二 滑轮组机械效率概述

专题二滑轮组机械效率概述归类示例考向解读__机械效率的考查是简单机械、功、功率、机械效率、机械能等考点的高度综合，在安徽中考中每年均占据10分左右。2009年安徽中考中以实验题的形式考查了测量滑轮组的机械效率实验操作的注意事项和提高滑轮组机械效率的方法；2010年安徽中考中以填空题的形式考查了滑轮组机械效率的计算；2011年安徽中考中以实验题的形式考查了杠杆的机械效率及影响杠杆机械效率高低的因素，难度较大；2012年则以选择题的形式考查了斜面的机械效率；2013年又再次考查了滑轮组机械效率的实验操作。可见，滑轮组机械效率的考查是安徽中考的重头戏之一，预计在2014安徽中考中在“填空类的计算题”或“计算与推导题”等题型中考查的可能性较大。专题二┃滑轮组机械效率概述考点聚焦_知识储备__一、机械效率计算的关键利用机械对物体做功分为三种情况，或将重物竖直提起，或拉着物体水平前进，或使物体沿斜面前行。竖直提起物体时是克服重力做功，水平(斜着)拉动物体时是克服阻力做功。分析哪个力做的是有用功是解决这类问题的关键。二、滑轮组机械效率计算的关键1．分析清楚题中所给的距离(或速度)是物体移动的距离(或速度)还是绳端移动的距离(或速度)。专题二┃滑轮组机械效率概述考点聚焦归类示例2．分析清楚哪个力做的功是有用功，哪个力做的功是总功：若滑轮组将重物竖直提起，则提升物体所做的功为有用功；若滑轮组拉着物体水平前进，则物体克服摩擦力所做的功为有用功；若滑轮组拉着物体沿斜面运动，则物体沿斜面上升过程中克服重力所做的功为有用功。而无论哪种情况，绳端拉力所做的功均为总功。3．滑轮组的机械效率是变化的，求不同情况下的机械效率时，动滑轮的自重往往是联系变化前后两种情况的纽带。专题二┃滑轮组机械效率概述考点聚焦归类示例类型一提升重物型例1用如图TZ2－1所示的滑轮组匀速提升重2000N的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为625N，拉力做功的功率是1250W，这时滑轮组的机械效率是80%。(不计摩擦和绳重)求：(1)重物上升的速度是多大？专题二┃滑轮组机械效率概述类型聚焦图TZ2－1(2)如果用这个滑轮组匀速提升重3500N的物体，绳子自由端的拉力是多大？0.5m/s1000N考点聚焦归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述[解析]由题图知物体和动滑轮由4股绳子承担，即s＝4h，重物上升的速度等于物体上升的高度h除以物体上升的时间t；由于不计摩擦和绳重，因此，滑轮组的机械效率由物重和动滑轮的重力决定；根据题目中的已知条件可计算出动滑轮的重力，再由滑轮组省力公式计算这个滑轮组匀速提升重3500N的物体时作用在绳子自由端的拉力。具体过程如下：(1)W＝Fs＝4Fh＝Pt，故v＝ht＝P4F＝0.5m/s。(2)η＝GhGh＋G动h×100%＝80%，代入数据得2000N2000N＋G动×100%＝80%，则得G动＝500N，当提升重3500N的物体时，拉力F＝14(G物＋G动)＝1000N。归类示例考点聚焦点评简单机械知识是中考重点考查的内容之一。本题难度较大，既要理解功率、速度的概念，还要掌握滑轮组的省力特点，更要明白利用同一滑轮组提升重物，当被提升物体的重力增大时，滑轮组的机械效率也增大。如果死记或生搬硬套公式，本题很容易答错。专题二┃滑轮组机械效率概述归类示例考点聚焦例2某物理兴趣小组探究“滑轮组机械效率的高低是否与物重有关”，为此他们设计了如图TZ2－2所示的几种方案，方案中的滑轮组均相同，请你从中选取最合适的实验装置，并在选出的装置图中画出绳子的绕法。专题二┃滑轮组机械效率概述图TZ2－2如图所示归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述(1)实验步骤：A．将滑轮组安装好，记下钩码的位置，测出钩码的重力G；B．在实验操作中应________________拉动弹簧测力计，并读出弹簧测力计的示数F；C．记录钩码升高的距离h，根据图中绳子绕过动滑轮的股数可计算出绳端移动距离s，然后利用公式计算出该滑轮组的机械效率η1；D．按照上述方法，增大被提升物的物重，测出另一个滑轮组的机械效率η2。根据所学知识，可判断出η1________(选填“”“”或“＝”)η2。竖直向上匀速归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述(2)实验后，小刚同学说该实验不需要测量物体和绳子移动的距离，只用弹簧测力计测出物重和动滑轮的重，利用公式η＝G物G物＋G动滑轮×100%即可求出滑轮组的机械效率。你认为用小刚的方法测出该滑轮组的机效率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是__________________________________。变大忽略了滑轮与轴之间的摩擦归类示例考点聚焦类型二平移重物型例3如图TZ2－3所示是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为400kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为80%。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库。(g取10N/kg)求在此过程中：(1)人做的有用功为多大？(2)人的拉力为多大？(3)人拉力的功率为多大？专题二┃滑轮组机械效率概述图TZ2－31×104J250N125W归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述[解析]由题图知，滑轮组由2股绳子承担摩擦力。(1)知道人的移动速度和移动的时间，利用速度公式求人移动的距离(拉力移动的距离)s，根据s＝2s物求货物移动的距离s物；知道货物的质量，利用重力公式求货物重，求出货物受到的摩擦力；再利用W＝fs物求人做的有用功；f＝0.1G＝0.1mg＝400N；s物＝12s人＝12vt＝12×0.5m/s×100s＝25m；W有用＝fs物＝400N×25m＝1×104J。归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述(2)求出了有用功，知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求人做的总功，再根据W＝Fs求拉力大小；η＝W有用W总＝fs物Fs＝f2F，代入数据得F＝250N。(3)知道做功时间，利用功率公式求人拉力的功率；P＝W总t＝Fs人t＝Fv＝250N×0.5m/s＝125W。归类示例考点聚焦例4如图TZ2－4所示，用F＝20N的力拉物体A以2m/s的速度匀速运动3s，不计滑轮重及绳间摩擦，则A所受的摩擦力是________。若使A匀速运动时，实际所需拉力F′＝25N，则此滑轮的机械效率是________。专题二┃滑轮组机械效率概述图TZ2－410N80%归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述[解析]因不计滑轮重及绳间摩擦，物体A所受的摩擦力f＝12F＝12×20N＝10N；此滑轮的机械效率为η＝W有用W总＝fs物Fs＝2fF＝2×10N25N＝80%。归类示例(1)在滑轮组机械效率的测量和计算中，可以忽略摩擦力和绳重。设物体的重力为G，动滑轮的总重力为G动，物体上升的高度为h，绳子自由端移动的距离为s，绳子的股数为n，则该滑轮组的机械效率就可以写成η＝GG＋G动。请用所学的知识加以推证。考点聚焦类型三理论推导型例5[2013·合肥庐阳区模拟]在物理学中常常遇到很多复杂的问题，为了使问题便于解决，我们常常会忽略某些较小的影响因素。专题二┃滑轮组机械效率概述归类示例考点聚焦专题二┃滑轮组机械效率概述(1)根据W有用＝Gh、W总＝Fs、F＝G＋G动n、s＝nh可得W总＝(G＋G动)h，又因为η＝W有用W总×100%＝Gh（G＋G动）h，所以η＝GG＋G动。归类示例考点聚焦(2)在如图TZ2－5所示的滑轮组中，物体的重力为40N，每个滑轮的重力为5N，该滑轮组的机械效率是多少？(忽略绳重与摩擦)专题二┃滑轮组机械效率概述图TZ2－580%归类示例