滑轮组机械效率

滑轮组机械效率（精选12篇）

滑轮组机械效率 第1篇

机械效率是指一个机械在完成特定工作的过程中输出的有用能量—有用功, 与消耗的总能量--总功之间的比值。

二、机械效率的物理学特征

机械效率是物理学中为数不多的没有单位的物理量之一, 机械效率永远小于100%。我们可以通过降低滑轮与轴之间的摩擦、降低机械自重、尽量增加有用功等方法都能有效的提高机械效率。掌握这些知识对于进一步提高简单机械的认识有重要的意义。

三、机械效率的教学难度

机械效率问题对学生的逻辑思维和抽象思维能力都提出了较高的要求。同时也给我们广大教师的教学工作带来了不小的麻烦。因为, 教学的目的不仅仅是让学生掌握知识点, 更加重要的是让他们能够运用知识点解决实际问题。

四、针对机械效率问题的教学建议

我把滑轮组机械效率问题归结为三大类 (1理想类2忽略绳重和摩擦类3实际类) , 题目比较集中的要求学生求解两个物理量 (1作用在绳子自由端的拉力F2滑轮组机械效率η) 如下表所示:

说明:G物——被提升的物体的重力G轮——与物体同步上升的所有动滑轮的总重力n——绳子的股数W总——人提升物体所做的总功F——人作用在绳子自由端的拉力s——自由端移动的距离

下面, 我们针对每一种题型举例作一个解释:

1. 理想类:

例一:用如图所示的滑轮组提升300N的重物, 不计绳子的重力和各种摩擦以及机械自重, 求:1所需的拉力F2滑轮组机械效率η

解:由于不计绳子的重力和各种摩擦以及机械自重, 所以

由于大纲对此知识点要求较高, 并且, 理想化的机械实际并不存在, 因此本类型题目占比例较少。

2. 忽略绳重和摩擦类:

例二:某人用如图所示的滑轮组匀速提升物重为200N的物体, 每个滑轮重20N, 不计绳重和摩擦, 求:1所需的拉力F2滑轮组机械效率η

分析:您注意到双线标出的文字了吗?这意味着不计绳重和摩擦, 但是必须考虑到产生额外功的另一个因素——机械自重, 由于动滑轮与物体同步上升, 它的重力必然影响F和η。而定滑轮的重力由天花板承担, 不会产生额外功, 在求解的时候, 我们只要把动滑轮重算在物体上面即可,

3. 实际类:

例三:如图所示是用滑轮组提升重物的装置示意图, 物体重G=6×104N滑轮组的机械效率为80%, 要把物体匀速提升1m, 求:1W有用2W额外3拉力F

五、关于机械效率的教学误区

在实际教学中学生们往往不善于将具体的题目与这些解题的套路相联系, 存在一定的盲目性。因此我们物理教师需要在例题讲解和分析的过程中帮助学生一点一点的建立起解题的良好思维习惯, 学会将已知条件归纳、分类。并且将一些条件进行再加工, 使之能够成为进一步解题的依据。

六、结束语

机械效率的知识是简单机械知识的拓展和升华, 在教材中有着举足轻重的地位。但是也为我们广大教师的教学带来了不小的麻烦。希望笔者的这一点见解可以对我们的教学有一点点帮助, 不当之处欢迎广大同行批评、指正, 谢谢!

摘要：在教学探索过程中和学生们学习物理的过程中, 教师和学生都会遇到一个难以理解、就算能理解, 解题的时候也倍感头疼的问题——滑轮组机械效率。然而, 这一问题却恰恰是中考中必然考察的重要知识点之一。

探究滑轮组的机械效率实验报告 第2篇

学校

班级 实验日期 年 月 日 同组人姓名 一、实验名称：探究滑轮组的机械效率

二、实验目的：通过实验探究学会测滑轮组的机械效率的方法;通过实验探究滑轮组机械效率的特点;培养学生实验操作能力和总结归纳能力。 三、实验器材：滑轮(4个);细线;铁架台(带铁夹或铁圈);钩码(4个，每个钩码重50N);弹簧测力计;刻度尺。

四、实验原理：机械效率=(有用功/额外功)100% 五第一文库网、实验操作步骤及要求：

a b 1、按图a甲组装好滑轮组，在滑轮组下端吊一个钩码G，用竖直向上的力匀速拉动弹簧测力计使钩码升高一定高度，读出拉力F的大小，同时，用刻度尺测出钩码提升的高度h和测力计移动的距离s，填入表格1。

2、如图a乙，保持滑轮组的结构不变，增加物体钩码的重，重复1的实验，将数据填入表格2，根据公式计算出以上两次的机械效率并进行比较，说明用同一滑轮组提升的物体时，物体的.重力不同，滑轮组的机械效率也不同。

3、如图b乙，保持物重不变，改变滑轮组的结构，重复1的实验，将数据填入表格3，根据公式计算出此时的机械效率并与2进行比较，说明用滑轮组提升同样重的物体时，滑轮组省力情况不同，滑轮组的机械效率也不同。

六、现象及数据记录：

七、实验结论：

1、用同一滑轮组提升的物体时，物体的重力越大，滑轮组的机械效率 2、用滑轮组提升同样重的物体时，滑轮组越省力，滑轮组的机械效率

例析测量滑轮组机械效率 第3篇

题目1 斜面是简单机械之一，如图所示，一个重物在沿斜面的拉力作用下，沿斜面从底端被匀速拉到顶端的过程中，拉力做了功，为了测定该斜面的机械效率，需要测量哪些物理量？请你用所测量的物理量推导出该斜面的机械效率的数学表达式。



解析 根据机械效率的物理意义及表达式η=W有用/W总×%，而有用功和总功都没有相应器材来测定，结合此题继续分析，W有用=G物h，W总=F拉L，而G物和F拉可以用弹簧测力计测量，斜面高h和斜面长L可以用刻度尺来测量，初步方案确定，我们来看答案：

需要测量的物理量：物体重力G物、拉力F拉、斜面高h、斜面长L；

斜面的机械效率的数学表达式：η= G物h / F拉L×%。

题目2 如图所示，已知物重等于G，请你补充一个物理量，用物重G和补充的物理量，求出动滑轮的机械效率。（绳重和摩擦不计）

补充的物理量名称和符号：。

机械效率η=。

解析 但对于滑轮组的机械效率，除了用上述思路完成外，在器材和测量物理量方面可以更简洁。即可以不用刻度尺，原因是机械效率作为比值，在分式分子位置的物体上升高度h和绳子自由端上升距离s的数量关系是固定的。

例解滑轮组机械效率的计算 第4篇

1. 对“机械效率”概念的理解

有用功跟总功的比值叫机械效率.因此要把握好对机械效率的理解, 就必须对总功、有用功和额外功这三个概念的理解. (1) 对简单机械而言, 总功是指动力对机械所做的功.一般情况下使用滑轮组做功时, 动力作用于绳子自由端. (2) 有用功是运用机械做功时对我们直接有用的功, 是无论采取哪种方式都必须做的功. (3) 额外功是并非我们需要但又不得不做的功.

2. 对滑轮组装配的理解

使用滑轮组既可以省力, 又可以改变力的方向, 关于滑轮组的组装可以从两个方面来理解. (1) 要熟练掌握滑轮组的省力规律并能正确判断绳子的段数.滑轮组省力的基本规律是:使用滑轮组时, 动滑轮和重物由几段绳子承担, 提起物体所用的力就是物重和动滑轮重力的几分之一 (此前提是不计绳子的重力和滑轮轴心处的摩擦力) . (2) 绳子的自由端和动滑轮移动的距离之间有一定的几何关系.

二、使用滑轮组沿竖直方向提升重物时的情况

例1装卸工人用如图1所示的滑轮组匀速提升重为1000 N的货物, 所用的拉力F为600 N, 绳子自由端在50 s内被拉下2 m, 在此过程中, 求: (1) 拉力F所做的功; (2) 滑轮组的机械效率.

分析: (1) 拉力即动力, 因此求拉力做的功就是求总功, W拉=Fs=600 N2 m=1200 J.

(2) 方法一:已经知道了W总, 要求机械效率还需要知道W有, W有=Gh, 其中n=2, h=ns=22=1 m, 因此W有=Gh=1000 N1 m=1000 J.

方法2:

从题中可以看出, 只要知道了物重G和拉力F, 即使不知道绳子移动的距离s和物体上升的高度h, 也可以求出滑轮组的机械效率.

例2某建筑工地用简易滑轮组将重4000 N的砖块运到离地4 m高的砌墙处, 已知每个滑轮重100 N, 滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计.若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500 N, n=2.求: (1) 提升一次砖的最大重力; (2) 提升一次砖时滑轮组的最大机械效率; (3) 若全部完成提砖任务, 工人利用此滑轮组至少做多少额外功.

分析: (1) 因为不计绳重、挂网重和滑轮摩擦, 因此由

(2) 滑轮组的最大机械效率就是一次提升最重砖块时的机械效率.

(3) 由于不计绳重、挂网重和滑轮摩擦, 所以额外功就是克服动滑轮的重力所做的功, 而提升砖块的次数:, 故W额=G动h=5100 N4 m=2000 J.

三、使用滑轮组沿水平方向拉物体的情况

例3小明利用如图2所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000 N的物体时, 物体受到地面的摩擦力为600N, 物体在5 s内匀速移动了1 m, 作用在绳端的拉力为250 N, 求: (1) 小明所做的功; (2) 滑轮组的机械效率.

分析: (1) 小明做的功即为绳端拉力所做的功

(2) 由公式可知, 只要知道f和F就可以求出η.

滑轮组机械效率 第5篇

实验：测滑轮组的机械效率教案示例之三

(孙大栋)

教学题目四、实验：测滑轮组的机械效率。

教学自的通过学生实验，使学生进一步明确机械效率取决于有用功在总功里所占的成分，(即百分比)从而了解提高机械效率的途径。

教学器材刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2米的细绳。

教学方法学生实验与讨论。

教学内容

首先讨论上节课留的课外作业，指出：

1.提高机械效率的方法是尽可能减少额外功，即减少克服额外阻力所做的功。

2.p171想想议议

克服水重所做的功为有用功，克服水桶、绳子重所做的功为额外功。

从井里捞水桶时，克服水桶重所做的功为有用功，克服水桶里所带的水以及绳子重所做的功为额外功。

通过对以上问题的讨论，可见有用功，额外功主要取决于我们做功的目的性，加以区别，不是固定不变的。

【例如】我们用车推货物而做功，由于货物重而影响的摩擦力，克服这个摩擦阻力所做的功为有用，但由于车重而影响的摩擦力，克服这个摩擦阻力而做的功就是额外的功。

引言：本节课我们要通过测滑轮的机械效率，要进一步明确决定机械效率的两个条件，通过几个不同的方法所测定的效率，进一步认识提高机械效率的实际意义。

学会测定滑轮组机械效率的一些技术性问题。

实验中注意事项;

1.在实验中要将距离测量的准确些。

2.注意会将细绳绕在滑轮上。

2.尽可能在竖直方向上使用弹簧秤。

4.注意弹簧秤的示数要用牛顿表示。

5.拉动的过程中，尽可能使物体匀速上升。

6.可将各数据填入书中表格内。

7.注意分析实验中所出现误差的原因。

小结：

通过学生实验，教师巡视纠正实验中所存在的问题。指出有用功还可以这样来求得，

作业：p176177，8、9。

【说明】这个教案基本上是提纲式的，建议新教师要把实验过程再写详细些。

重议滑轮和滑轮组的教学 第6篇

关键词：定滑轮；动滑轮；滑轮组；杠杆平衡原理；受力平衡；机械效率。

【分类号】G633.7

滑轮和滑轮组是常见的简单机械，在生活和生产中有较多的应用。在教学中，我们应让学生根据物理原理，应用各种方法解决各种滑轮和滑轮组的受力问题。

滑轮和滑轮组得通过绕着的绳子施力，绳子软而能弯曲，其张紧时才产生拉力。同一条绳子拉紧时，绳子中的每一小段都处于张紧状态，拉力都相等。绳子是滑轮和滑轮组的重要附件，它将滑轮和施力物体联系起来。在分析滑轮与滑轮组所受力的作用时，应认识绳子的特征。

分析和解决滑轮和滑轮组的受力问题，通常有三种途径。

第一途径，将滑轮看成是特殊的杠杆，滑轮组看成是组合杠杆。滑轮和滑轮组受力运动会发生转动。转动的滑轮的受力可以通过杠杆平衡的原理进行分析。教材将定滑轮当成是动力臂和阻力臂相等，都等于滑轮半径的等臂杠杆，因而定滑轮不省力也不费力，可以改变用力的方向；动滑轮是动力臂等于滑轮的直径，阻力臂等于滑轮的半径的省力杠杆。对于滑轮组，如何应用杠杆平衡的原理，教材没有涉及。可能是因为问题较复杂。其实，如果我们能启发学生用杠杆平衡原理解决滑轮组的受力问题，对于学生认识物理规律，应用物理规律解决实际问题很有好处。

例如图1所示的常见滑轮组，动滑轮下面挂钩挂着重G的物体，绕滑轮组的绳子一端挂住动滑轮上挂钩，另一端绕过定滑轮施力于动滑轮右边的B点，不计滑轮所受的重力，所施绳端的拉力F多大？

将图1变化一下，动滑轮视为杠杆，如图2所示在动滑轮转动向上运动过程中，可认为与滑轮左侧的绳子相切點A是杠杆的支点，动滑轮下挂钩D所受的阻力等于重物受到的重力G，作用于动滑轮的动力 有两个：一是作用在B点的拉力F，二是作用在上挂钩C点的拉力F，阻力G的阻力臂等于滑轮半径R，动力F的动力臂为直径2R，动力F的动力臂为半径R，根据杠杆平衡的原理，有F×2R+ F×R=GR。绳子的特征是同一条张紧的绳拉力处处相等，故F=F。于是我们可求得F=G/3。这样计算拉力F有点繁琐，但能使学生认识到用杠杆平衡原理能解决滑轮组的受力问题。

第二途径，根据力的平衡解决滑轮和滑轮组的受力问题。如图2所示，分析动滑轮的受力情况：动滑轮下挂钩D受到重物对它的拉力作用，在重物匀速提升时，拉力等于重力G。动滑轮A、B、C三点分别受到三股绳子的拉力作用，这三股绳子是同一条绳子绕在滑轮上，同一条绳子拉力处处相等均为F，所以三股绳子拉住动滑轮的力总共为3F。不计滑轮和绳的自重，向上的力和向下的力平衡，故有3F=G，可算出F=G/3。

用这个方法能简捷找到答案，还可以解决较为复杂的滑轮组的问题。如图3所示的滑轮组，大箱子重G=100N，人重G=500N，不计滑轮和绳的自重，人用多大拉力可使大箱子匀速上升？

将大箱子、人、A轮和B轮一起考虑，整个体系受到向下的总重力G+ G =1500N，共有四股绳子向上拉住这个体系，其中a、b、c三股绳子是同一条绳，拉力相等，记为F1。d段绳子拉力为F2，它与e段属同一条绳子。再考虑B轮处于平衡状态，有2 F1 =F2 的关系，可列方程3F1 +F2= G+ G，将2 F1 =F2代入，可得到F1=（ G+ G）/5=300N。人所用的拉力F1小于人受到的重力，人可以将大箱子连同他一起匀速拉上。用力的平衡这条途径能解决较为复杂的滑轮组问题。

第三条途径是通过功计算滑轮和滑轮组的受力。由于额外功 的存在，一般的机械，效率η总小于100%。如果将机械看成是理想机械，额外功为零，效率η=100%.从机械效率的角度分析滑轮和滑轮组的受力，是一条重要的途径。

对于图1所示的滑轮组，若滑轮和绳子的质量可以忽略，又没有摩擦损耗，机械效率为100%，这种情况总功等于有用功。将滑轮组右边的绳端竖直向上拉动，是动滑轮和重物升高h，有用功W用=Gh。使动滑轮升高h，与轮相连的三股绳子都得缩短h，施力的绳端得上升3h高度，所做的总功W总=3Fh。根据W总=W用，有3Fh=Gh，即得F=1/3G，这个结果跟前面两条途径计算的一样。

用计算力做功的方法及研究滑轮和滑轮组，还能解决机械效率η<100%的问题，例如由于滑轮和绳有质量，并不能忽略机械运动时的摩擦力，滑轮组在提起所受重力为G的物体时，效率为η=80%。算一下作用于绳端的拉力该多大？

根据上力的计算，有用功W用=Gh，总功W总=3Fh，由效率公式η=W用/W总=Gh/3Fh=G/3F=80%可算出作用于绳端的拉力大小为F=G/3η=0.42G

三条途径都能解决滑轮和滑轮组的问题。学习物理不仅是为了认识物理世界，更重要的是用学到的物理知识分析和解决实际问题。在滑轮和滑轮组的教学中，不能光让学生记住定滑轮不能省力，但能改变用力方向，动滑轮能省力但不能改变用力方向这样的结论，应让学生学好物理原理，应用物理方法解决实际问题，不仅能解决滑轮和滑轮组的问题，还能解决常见的轮轴、定动滑轮等机械的应用问题。这样有助于培养学生的创新精神。

参考文献

滑轮组机械效率 第7篇

1 教学内容的地位与作用

“测滑轮组的机械效率”是沪科版教材八年级《物理》最后一个学生实验, 也是中考当中很重要的一个探究性实验。学习它要以掌握功、机械效率的知识为前提, 同时实验对学生的观察能力、动手能力、思维能力的要求也比较高, 在中考中属于必考内容, 而且在中考中所占比重也比较高, 因此教师在教学中绝不可掉以轻心。

2 教学目标的制定

依据教学内容, 我把本节课教学应达到的目标定位为以下几个:一是让学生练习组装滑轮组, 培养学生动手操作能力, 二是通过实验分析影响滑轮组效率的因素, 三是探究提高滑轮组效率的途径或方法, 四是加深对机械效率意义的理解, 五是培养学生间合作共事与协同配合能力。这五个目标是相互联系、相互影响、不可割裂的有机整体。应该说这一目标, 突出了本节课的核心内容, 是合理的, 也是科学的。

3 教学流程的确定

本节课的教学流程, 我的设计思路是:先回顾一下“三种功” (即有用功、额外功和总功) 的含义, 机械效率的定义、公式, 再出示本节课的教学目标, 然后引导学生分析如何测滑轮组的机械效率, 由学生亲手来完成实验, 最后得出影响滑轮组机械效率的因素。这样的流程设计, 契合知识内在的逻辑性, 突出教学的层次性, 符合学生的认知规律。

4 实验小组的优化

为了尽可能让每个学生都参与实验, 并尽可能让每个小组的实验都比较顺利, 我划分了24个组 (平常是划分的12个组) , 且对全部49名学生进行了优化组合, 采用了“一好一差”的搭配方式。即便如此, 在实验中由于学生是第一次进实验室, 加上该实验的难度比较大, 所以实验进行的并不十分顺利, 有的小组数据误差较大, 有的小组就连数据都没测完, 严重拖累了教学进程。

5 实验难度分析

纵观整个实验的全过程, 其难度点有以下几个:一是滑轮组 (包括动滑轮、定滑轮) 的组装对学生来说的确困难不小, 二是重物和绳子自由端移动的距离不便测量, 三是拉力的测量要求在匀速拉动中对测力计读数, 比较困难, 四是有的小组因滑轮本身的摩擦比较大导致测量的误差较大, 五是该实验要求两个学生之间务必进行密切的配合才能确保实验在规定的时间内顺利完成……这些客观存在的难度因素, 势必对学生的实验操作能力构成比较严峻的挑战, 从而大大地影响了实验操作的效率和实验的成功率。

6 虎头蛇尾的遗憾

由于学生在实验操作过程中占用时间过长, 导致后面的时间紧张, 因此我在引导学生对实验数据的分析时仅采纳了一个组的实验数据, 于是就导致了后面对影响滑轮组效率因素的分析不够全面和充分, 进而导致提高滑轮组效率方法的总结就显得比较匆忙, 没有足够的时间让学生来充分的讨论、提炼和归纳, 也导致了机械效率“万能公式”没有时间让学生在此课堂得以运用, 学生没有体验它的“万能”之处, 个人觉得这是执教此节课最大的遗憾。

虽然自己很不满意这节课, 但让我倍感欣慰的是, 通过对这堂实验展示课的教学, 我有以下收获:一是我对“测滑轮组机械效率”这一实验内容的教学重点与难点的把握比以往更为准确, 二是明白了此节实验课对学生的实验操作能力的要求是比较高的, 三是明白了今后在执教这节课时应该如何调控好时间才能达到预期目的, 四是我的课件制作水平的确较以往提高了不少。应该说当自己今后再执教这节课时, 我将变得更加从容、自信与得心应手, 可以有效避免虎头蛇尾的遗憾。

滑轮组机械效率 第8篇

《全日制义务教育物理课程标准》对于“简单机械”的要求是:通过实验探究学会使用简单机械改变力的大小和方向。可见, 学生对于简单机械这一重要基础知识的掌握, 不是通过教师的讲授来实现, 而是强调让学生“通过实验探究”而获得的。目的就是使学生通过自主设计实验, 学会运用科学的探究方法, 体验科学探究的过程, 感受“成功”的喜悦, 从而使学生在获取知识的同时科学素养得以提高。

教材中《其他简单机械》由三部分内容:定滑轮、动滑轮的定义, 定滑轮、动滑轮的特点及滑轮组三部分的内容组成, 三部分花一个课时完成, 内容太多, 学生的探究活动无法很好地展开。因此, 本人将教材的内容分为两个课时完成, 此教案设计仅由定滑轮、动滑轮的定义, 定滑轮、动滑轮的特点两部分内容构成。在教案设计中, 本人将定滑轮、动滑轮的定义由直接给出改为由学生自己设计装置而引出, 使学生获得更多的体验。

二、学生分析

1. 学生年龄特点和认知特点

据J.piaget的认知发展阶段理论, 九年级的学生正处在思维的转型期, 是科学思维能力、概念转变能力飞跃发展的时期, 同时学生的自主意识开始增强, 喜欢按自己的意识办事。

2. 学生已掌握的基础知识与技能

通过长期的训练学生已具备初步的设计探究、实际操作、小组合作和分析归纳能力。通过前面杠杆的学习, 学生也了解了对简单机械的研究主要着重在省力的情况, 运动距离的情况等方面。

三、教学目标

1. 知识与技能

(1) 认识定滑轮和动滑轮;

(2) 知道简单机械的一些应用。

2. 过程和方法

(1) 通过观察和实验, 了解定滑轮和动滑轮的结构;

(2) 通过探究, 了解定滑轮和动滑轮的特点。

3. 情感、态度与价值观

通过了解简单机械的应用, 初步认识科学技术对人类社会发展的作用。

四、教学的重点和难点

重点:定滑轮、动滑轮的力学特点。

难点:动滑轮省一半力的条件。

五、教学准备

1. 实验器材

铁架台、滑轮、细绳、钩码、刻度米尺、形形色色的弹簧秤、天平、计时器等。

2. 学生分为4人一组, 共11组, 各组选定1名召集人, 1名记录员

六、教学流程

关于动滑轮、滑轮组类型题归纳 第9篇

一、提升重物省力型 (如图1、图2)

1.力的关系

(1) 不计绳重、摩擦, 不计动滑轮重时,

(2) 不计绳重、摩擦时,

2.距离关系S=nh

3.运动速度关系V=n V物

4.W有=G物h

5.W总的计算方法:

(1) 若已知动力F, 则W总=FS=Fnh

(2) 若已知G动, 不计绳重、摩擦时, W总=W有+W额=G物h+G动h= (G物+G动) h

(3) 若已知P总和运动时间t (物体运动时间和绳子拉动时间是相同的) , 则W总=P总t

6.P有的计算方法:

(1) 若已知W有和运动时间t, 则P有=W有/t

(2) 若已知G物和V物, 则P有=G物V物

7.P总的计算方法:

(1) 若已知W总和运动时间t, 则P总=W总/t

(2) 若已知F和运动速度V, 则P总=FV

例题1用滑轮组提升重物, 当绳子自由端被拉动了2m时, 发现物体升高了0.5m, 物体质量为20kg, 若不计动滑轮重和摩擦阻力, 则拉绳子的力应是 (B)

A.40N B.49N C.98N D.5N

分析:本题未给出滑轮组的组装图, 但由S=2m.h=0.5m.可知S>h.属“提升重物省力费距离类型”。因S=nh, 所以, 又不计动滑轮重和摩擦, 故。故选B

二、提升重物费力型 (如图3)

1.力的关系

(1) 不计绳重、摩擦, 不计动滑轮时, F=2G物

(2) 不计绳重、摩擦时, F=2G物+G动

2.距离关系S=1/2h

3.运动速度关系V=1/2V物

4.W有=G物

5.W总的计算方法:

(1) 若已知动力F, 则W总=FS=F1/2h

(2) 若已知G动, 不计绳重、摩擦时, W总= (G物+G动) h

例题2如图4所示, 物体M重10牛, 若不计摩擦、绳及滑轮自重, 当滑轮在弹簧测力计的拉力作用下以1.2m/s的速度匀速上升时, 物体M的速度极弹簧测力计的示数大小分别是 (C)

A.0.6m/s 10N B.1.2m/s 5N

C.2.4m/s 20N D.4.8m/s 10N

分析:该题为提升重物费力型, 因不计摩擦、绳及滑轮自重, 故F=2G物=210N=20N

物则V物=2V=21.2m/s=2.4m/s故选C

三、平移重物省力型 (如图5、图6设物体匀速移动时与地面间摩擦力为f)

1.力的关系不计滑轮与绳间摩擦时

2.距离的关系:S=n S物

3.速度关系:v=nv物

4.W有=f S物

5.W总=FS=Fn S物

例题3使用如图7所示的滑轮组来拉动重物A, 已知人拉绳子的作用力F=960N, 重物A与水平地面间的摩擦力f=4080N, 试求此滑轮组的机械效率。

分析:此题属“平移重物省力型”, 要求滑轮组的机械效率, 由η=W有/W总可知, 必须找出W有和W总, 而W有=f S物, W总=FS=Fn S物, 由图中可知绳子为5段, 即n=5, 所以η=W有

解:由图中可知绳子为5段, 即n=5

则W有=f S物

W总=FS=F5S物

四、平移重物费力型 (如图8)

1.力的关系:不计滑轮与绳间摩擦时F=2f

2.距离关系:

3.速度关系:

4.W有=f S物

例题4如上图8所示, 物体沿水平方向做匀速直线运动, 拉力F=100N, 则物体与地面间的摩擦力为多少? (不计滑轮与绳间摩擦) (B)

A.100N B.50N C.200N D.300N

分析:此题为“平移重物费力型”, 因不计滑轮与绳间摩擦

故选B.

滑轮组机械效率 第10篇

1. 完善滑轮组日常维护保养措施

(1) 改进加油方式。以前检修时使用手工油泵加油, 费时费力, 而且因为人容易疲劳易发生加油不充分问题。现改用电动油泵, 加油均匀速度快, 加油效果也好。加油时, 在轴承处以见到新油为止, 油品为极压锂基润滑脂。

(2) 缩短加油周期。以前补油周期为半年一次, 周期太长, 后改为3个月一次, 但补油仍不能满足生产要求, 仍有润滑不良事故发生。现改为一个月一次, 至今运行平稳。

(3) 加强监管力度, 为防范检修人员责任心不强而造成加油不到位现象, 建立由车间点检员, 天车司机, 设备科工程师三方确认制度, 保证加油效果。

2. 改进吊钩梁滑轮轴不合理油道

240t天车吊钩梁有两根滑轮轴, 每根滑轮轴上套装6个滑轮, 每个滑轮有两套轴承。由于天车设计原因, 4台240t天车有两种吊钩梁滑轮轴。一种为滑轮轴端部设有3个加油孔, 分别对应3套轴承。另一种为滑轮轴端部仅一个油孔, 同时对应3套轴承。现场使用中发现, 这种端部仅一个油孔的滑轮轴, 如果有一个轮片轴承加油溢出, 其余两个轮片就很难进油。所以将此种滑轮轴进行改进, 均改为端部3油孔结构, 使每个油孔分别对应一套轴承。

3. 提高维修中的安装准确度

(1) 实际安装中应注意油环的安装位置。要使油环与油孔相通, 通过两套轴承中间的油环把干油加入轴承。如果安装位置不恰当, 极易造成油脂加不进的现象。

(2) 保持油道畅通。由于下线维修时间不确定, 可能存放时间过长, 造成油脂固化堵塞油道, 故安装中应疏通每条油道, 这是十分必要的。

4. 提高干油润滑管理水平

做好润滑管理, 机械设备事故会大幅度降低。首先要对设备所有的润滑点分类、建立润滑台账。自动集中润滑要做好点检, 发现报警和异常及时处理, 确保系统按程序的设定良好运行。手动加油要严格执行专人负责, 保证加油周期、加油量和所用油品品质, 这也就是润滑标准所说的“四定”。

浅谈滑轮组中的计算问题 第11篇

关键词： 滑轮组；拉力F；有用功；总功；机械效率

有关“滑轮组的计算”是近几年南宁市中考的热门考点之一，是学生必须掌握的一种计算题型。但此类问题涉及拉力、物重、物体上升距离、绳子移动的距离、有用功、总功、机械效率等诸多概念，是初中物理中的一个重点内容，也是一个难点，许多学生由于对这些概念理解不深，不能正确领会这些概念间的区别与联系，往往在解题时感到困惑，普遍感觉较难，出错的很多。根据多年的考试题型和自己在多年的教学中对滑轮组中出现的力，功，机械效率的相关计算，总结出自己的一些计算方法，找到一些突破策略：

一、要让学生充分认识、理解相关的物理量

与滑轮组相关物理量主要有：G物表示被提升物体的重力；G动表示动滑轮的重力；F表示绳子自由端的拉力；S表示绳子自由端移动的距离；h表示物体上升的高度；V绳表示绳子自由端移动的速度；V物表示物体移动的速度；n表示承担物重的绳子段数；W有用表示有用功；W总表示总功；η表示滑轮组的机械效率。

要让学生明白以上物理量之间的关系。首先要会判断承担物重的绳子的段数n，最简单直观的方法就是在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后在查出与动滑轮相连的绳子段数n，如下图1，n=3。在此基础上清楚的掌握各物理量之间的关系：

1.力的关系：①若不计摩擦、绳重和动滑轮重，F=G物/n。②当不计绳重与摩擦时，就是要计动滑轮重，则F=（G物+G动）/n。例如：如图1所示，用滑轮组将重量为G的物体匀速向上提升，所用的力为F。①当所提升的重物G1=180N，不考虑滑轮、绳子的重量和摩擦，求拉绳子的力F1的大小；②当所提升的重物G2=320N，拉绳子的力为F2=120N，不计绳子的重量和摩擦，求动滑轮的重量G动的大小。

解：①承担绳子的段数n=3，不考虑滑轮、绳子的重量和摩擦时，F1=G1/n=180N/3=60N。②如考虑动滑轮的重量：F2=（G2+G动）/n，120N=（320N+G动）/3，G动=40N。

2.距离关系：S=nh。对于滑轮组，无论考虑额外功、还是不考虑额外功，距离关系是定数。对由一般绳子绕制而成的滑轮组，若动滑轮和重物由n股绳子承担，绳子自由端动力通过的距离S是重物上升距离的n倍，即S=nh。

速度关系：V绳=S/t；V物=h/t；V绳=nV物。由此可知，无论考虑额外功、还是不考虑额外功，距离关系也是定数。

例如，2011年南宁市物理中考第21题：如图2所示，用滑轮组将重为5N的物体匀速提升0.2 m，则绳端受到的拉力为_____N，绳自由端移动的距离为_____m。滑轮组的机械效率为_____。

通过直接读弹簧测力计可知拉力F=2N，承担物重的绳子的段数n=3，所S=nh=3×0.2 m=0.6m。

二、重点指导学生掌握滑轮组机械效率的计算方法

“机械效率”是初中物理的重要概念之一，也是学生学习的难点，尤其是关于滑轮组的机械效率。学生在处理这类问题时，常常出现这样那样的错误。主要原因是对有用功、额外功、总功的理解不够，找不准有用功和总功。因此要引导学生正确理解有用功、额外功和总功。使用滑轮组沿竖直方向提升重物时（若不计绳重和摩擦）。从有用功，额外功和总功的定义出发，由于目的是提高物体，所以克服物体重力做的功是有用功，则W有用=Gh。人做的功或者说拉力所做的功就是总功，则W总=FS，且S=nh。克服动滑轮重做的功是额外功，则W额外=G动h，利用公式机械效率η=W有用/W总，一般是会将题目顺序解答的。

近年各地中考中滑轮组和浮力相结合的计算经常出现，而且难度很大，学生出错更多。其实这类计算最终归结于力的计算。

例如，2013年南宁市物理中考第29题：为了监测水库的水位，小明设计了利用电子秤显示水库水位的装置。该装置由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成，且杠杆始终在水平位置平衡，OC：OD=1：2，如图3所示。已知A的体积VA=0.03m3，A所受的重力GA=600N，B所受的重力GB=110N；当水位上涨到与A的上表面相平时，水面到水库底部的距离h=20m。不计滑轮和绳的重力与摩擦。已知水的密度为1.0×103kg/m3。求：①水库底部受到水的压强；②A受到的浮力；

在计算第二问时，首先要对A进行受力分析，A受到重力GA=600N，浮力F浮=ρ液gV排=300N，还有挂钩的拉力FA，且FA=GA-F浮=300N。设绳子自由端C点的拉力为Fc，不计滑轮和绳的重力与摩擦时，承担物重的绳子段数n=3。Fc=FA/n=（GA-F浮）/3=100N。

假如要计算滑轮的机械效率，则W有用=FAh=（GA-F浮）h，W总=FS= FcS，S=nh，η=W有用/W总。

总之，只要在学习中善于总结和积累经验，吸取教训，认真寻找问题的根源，逐步训练，不断提高，同时老师在平时的教学过程中，有效地开发和训练学生的思维，帮助学生正确建立概念，深化概念理解，完善思维顺序，提高解题的成功率，使学生对所学的知识达到融会贯通，进而提升学生的综合素质和能力，我相信“滑轮组的计算问题”这个困扰初中学生的难题一定能够得到解决。

参考文献

[1] 王丽萍.浅谈滑轮组机械效率的计算

[2] 薛井如.滑轮组相关的计算初探

滑轮组机械效率 第12篇

起升机构是起重机的重要组成部分, 对于钢丝绳起升机构来说, 钢丝绳缠绕方式的设计在很大程度上决定了起升机构的易用性和可靠性。钢丝绳缠绕系统包括了卷筒的结构、卷扬机、定滑轮组和动滑轮组, 其相对位置的确定、钢丝绳缠绕方式的选择等方面, 如果设计不当, 在实际使用中会出现诸如乱绳、钢丝绳上垛和动滑轮组倾斜等问题, 对于乱绳和钢丝绳上垛, 可通过优化卷筒设计 (采用Le Bus卷筒等) , 或者增加排绳器等措施, 目前都已经得到了很好的解决, 但是动滑轮组倾斜现象还是比较普遍, 具体表现如图1所示。

2 原因分析

经过长时间的实际观察和分析, 发现造成图1动滑轮组倾斜现象的根本原因是钢丝绳的缠绕方式。

图1动定滑轮组之间的穿绳均类似于图2所示。即我们常说的小花穿法, 这种穿法的右边5、6、7、8号滑轮的钢丝绳拉力大于左边1、2、3、4号滑轮的钢丝绳拉力, 而且交叉的钢丝绳会出现相互摩擦的现象, 对钢丝绳的使用寿命有一定影响。

图3所示的顺穿法和图4所示的大花穿法, 其中, 采用顺穿法的动滑轮组的倾斜程度更严重;而采用大花穿法虽稍有改善, 但仍不理想, 且仍存在交叉钢丝绳相互摩擦的情况, 因此还需要改进。

认真观察和分析后发现, 钢丝绳在动定滑轮之间缠绕的过程中, 由于滑轮有一定的不可避免的转动阻力, 所以存在张紧绳和放松绳。钢丝绳从卷扬机下来每经过一个滑轮都会产生一定的阻力, 导致钢丝绳的张紧力发生变化, 这种变化呈指数级递增, 滑轮数量越多, 累加效果越明显, 靠后的钢丝绳动作就会有一个延后, 动滑轮倾斜就会越厉害, 达到一定程度, 动滑轮组甚至会停在半空中无法继续起升。

起升时, 从卷筒下来的是张紧绳, 最后回卷筒的那根绳是放松绳, 张紧绳和放松绳的动作是不同步的, 张紧绳先起升, 放松绳后起升, 就会导致张紧绳端高, 放松绳端低, 动滑轮组倾斜。下降时, 张紧绳和放松绳正好相反, 即卷筒下来的是放松绳, 回卷筒的是张紧绳, 这次放松绳先动作, 所以放松绳端的动滑轮组先下降, 正好和起升时的高低端相反。

综上可知, 动滑轮组的倾斜现象和滑轮的转动阻力有关系, 这个阻力应该是有限的, 所以曾经猜测这种倾斜现象是否只出现在空载时。为此, 我们在图1所示的动滑轮组下面挂上了十几吨重物, 虽有轻微减弱, 但倾斜现象并没有消失。因此得出结论:动滑轮组倾斜现象的产生于是否空载并无直接关系, 因而通过起吊负荷来消除倾斜现象是不科学的, 这样会使吊具和被吊物都承受额外的附加力, 该附加力对吊具和被吊物两者都是不利的。

3 解决办法

引起动滑轮组倾斜的主要原因是张紧绳和放松绳的相对位置关系。上面列举的3种穿绳方法张紧绳和放松绳通常是分离的, 这样就会导致张紧绳和放松绳出现的延后效应在整个穿绳过程中无法自我抵消、自我平衡, 只会累加递增, 导致动滑轮组越来越倾斜, 不水平。实验证明, 如果把张紧绳和放松绳都放在中间会削弱这种延后效应, 动滑轮组基本上水平, 不再出现倾斜现象。同时, 这样的穿法钢丝绳的偏斜角也不大, 可以很好地避免乱绳现象。如图5所示。

---线表示的是在一个面上缠绕的钢丝绳, 表示的是在另一个面上缠绕的钢丝绳, 蓝线和绿线不交叉;黑色线段表示的是在两平面之外缠绕的钢丝绳。所有的钢丝绳都不交叉。

滑轮上的箭头表示从左端看时滑轮的旋转方向, 例如:定滑轮a上的箭头表示从左端看过去滑轮是顺时针旋转的, 动滑轮1上的箭头表示从左端看过去滑轮是逆时针旋转的。

其穿绳方式如下:入绳4c2a1b3d5f7h8g6e出绳。

图5的穿绳方式有如下4个非常明显且好记的规律。

1) 入绳端和出绳端都在中间入绳端在动滑轮4, 出绳端在定滑轮e, 均在中间, 即张紧绳和放松绳都在滑轮组的中间, 从而可以非常好地削弱张紧绳和放松绳的延后效应, 解决了动滑轮组的歪脑袋问题。

2) 相邻两个滑轮的旋转方向相反从图7可以看出, 定滑轮组里a、c、e、g号滑轮为顺时针旋转, 而b、d、f、h号滑轮为逆时针旋转, 相邻滑轮转向相反。动滑轮组里1、3、5、7号滑轮为逆时针旋转, 而2、4、6、8号滑轮为顺时针旋转, 相邻滑轮转向相反。这个特点也在一定程度上削弱了张紧绳和放松绳的延后效应, 也可以防止出现倾斜现象。

3) 左右两边的滑轮穿绳采用内切线 (即“8”字形) 左端是从定滑轮a的右侧绕到动滑轮1的左侧, 而右端则是从定滑轮h的左侧绕到动滑轮8的右侧, 正好都是内切线。

4) 钢丝绳不摩擦从图7可以看出, ---之间没有交叉线, 之间也没有交叉线, 左右端的2根由于采用了内切线的绕法, 所以避免了常规的小花穿和大花穿法不可避免的钢丝绳摩擦现象。

4 结论