3、关于机械效率的综合计算

例3.一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中：

(1)石块受到的浮力为多少？

(2)绳的自由端拉力做功为多少？

(3)动滑轮的机械效率为多少？ (ρ_石=3×10³kg/m³，g=10N/kg)

达标测试

2、有关斜面的机械效率的计算

例题：如图所示。斜面长1m，搞0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：

(1)斜面的机械效率是多少?

(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?

(3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：

A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端

B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端

C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面

其中建议____________(填番号)可以达到目的；理由是：______________________

跟踪练习：1、如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率为(　 )

　2、如图所示，将体积为2.0×10^-3m³的木块，沿斜面匀速上拉时弹簧测力计的示数为4N，松木沿斜面移动1m，上升的高度为30cm。求：

(1)松木块的重力。

(2)斜面的机械效率。(g=10N/kg，ρ木=0.5×10³kg/m³)

2、用如下图所示的滑轮组吊起重物，不计绳重和摩擦。

(1)当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，此时滑轮组的机械效率是多少？

(2)当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率是多少？

1、简单的有关滑轮组的机械效率的计算

例1：用如图1所示滑轮组将重6×10²N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×10³J，所用的时间为20s。求：

(1)有用功；(2)拉力的功率；(3)该滑轮组的机械效率。

跟踪练习：1、如图1是伍实同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，重物的质量为200g，每个滑轮的质量都为50g，不计绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升10㎝，则人的拉力大小为　　　　 N，有用功为　　　　 J，额外功为　　　　 J，机械效率为　　　　 ．

3、计算机械效率的公式是　　　　 。

2、在力学中，功包含两个必要的因素分别是　　　 和　　　　 ，计算功的公式W=　 。克服重力做功的公式为W=　　　 ，克服阻力做功的公式为W=　　 。

1.对于简单机械来说，提升重物时，克服___________所做的功为有用功,实际拉力做的功为________.那么机械效率的计算公式可写作η=_____________.

(二)、应用：

例1、一个放在水平桌面上的物体，受到分别为5牛和3牛的两个力F₁、F₂的作用后仍处于静止状态，如图8所示，则该物体受到的合力为　　　 ，桌面对此物体的摩擦力大小为　　　　 ，方向为　　　　　　 。

跟踪练习2：

1、一物体做匀速直线运动，在所受的多个力中，有一对大小为15N的平衡力，当这对力突然消失后，该物体的运动状态将_______________(填“改变”或“不变”)．

2、一个小球重3牛顿，当它以0.5米/秒的速度在光滑的平面上作匀速直线运动时，加在小球上的水平推力是(　 )

A、0牛顿　 B、1.5牛顿　 C、3牛顿　 D、无法判断。

3、如图9甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B所受的摩擦力为　　　　 N；若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图9乙所示)，则推力F2=　　　　　 　 N。

例2、用力F将木块压在竖直墙面上，木块静止，如图10所示，当F增大时，墙对木块的摩擦力的变化情况是：

A、增大；　 B、减小；　 C、不变；　 D、无法判断。

跟踪练习3：

1、竖直悬挂的磁性黑板上吸附着一磁性黑板擦，黑板擦静止不动。在竖直方向上黑板擦保持平衡的原因是受到摩擦力和　 力的作用。

2、体育课上，小明匀速爬杆，小刚匀速爬绳。有关他们受到的摩擦力，下面说法正确的是(　 )

A．因为爬杆时手握杆的压力大，所以小明受到的摩擦力一定大

B．因为绳子粗糙，所以小刚受到的摩擦力一定大

C．小明和小刚受到的摩擦力一定相等

D．若小明的体重大，则他受到的摩擦力一定大。

3、起重机吊着一重为G的物体(1)匀速上升拉力为F₁，(2)匀速下降拉力为F₂，(3)静止在空中拉力为F₃，(4)在空中水平匀速运动拉力为F₄，(5)以3m/s的速度匀速上升，拉力为F₅，(6)以2m/s的速度匀速下降拉力为F₆，这几种状态都是　　　 状态。比较F₁、F₂，F₃，F₄，F₅，F_6，有F₁　 F₂___ F₃­­　 F₄　 F₅　　 F₆。

达标测试：

1、重5N的茶杯静止在水平桌面上，受到的摩擦力大小为　　　　　 N。

2、如图11物体A在水平力F作用下，静止在竖直墙壁上。当水平力减小为F/2时，物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑，此时物体A所受摩擦力的大小

A、　 减为原来的1/2； B、和原来一样；　 C、增大为原来的2倍；　 D、无法判断。

3、如图12中的水平桌面足够长，不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦．物体A重10N，当物体B重为2N时，物体A保持静止，这时A物体受到的摩擦力为　　　 N；当物体B重为3N时，物体A向右做匀速直线运动，运动一段时间托盘着地，此后物体A做　　　　 运动，受到的摩擦力是　　　　 N．

4、如图13所示，放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁,人用木杆吊着一块磁铁，始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。则小车的状态是要(　　 )

A．向左运动，越来越快

B．向右运动，越来越快

C．匀速直线运动或静止

D．有时快有时慢的直线运动

5、如图14所示，为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为8m³，气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg，空气的密度为1.29 kg/ m³．g取10N/ kg，则系于地面拉住标语的细绳的拉力为(　 )

A、103.2N　　 B、90N　　 C、13.2N　　 D、193.2N.

6、如图15，用弹簧秤拉着木块在水平桌面上做直线运动，实验记录如下表。由此可知，木块与水平桌面的滑动摩擦力为　　　 。

7、如图16物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B以0.1m/s的速度匀速上升，求2s内拉力F做的功。

(一)、受力分析：

例1. 如图3所示，小球用线系住挂在天花板上并与墙面接触，画出小球的受力示意图。

例2. 如图4所示，木块放在斜面上静止不动，试画出木块受力示意图。

由以上例题，总结对物体受力分析的步骤：

(1)首先要确定研究对象(可以把它从周围物体中隔离出来，只分析它所受的力，不考虑研究对象对周围物体的作用力)；

(2)在分析物体受力时，应先考虑重力，然后是弹性力、摩擦力等，并分析物体在已知力的作用下，将产生怎样的运动或运动趋势；

(3)根据物体的运动或运动趋势及物体周围的其它物体的分布情况，确定力，保证力既不能多也不能少；

(4)画出研究对象的受力示意图；

(5)检验，根据物体的运动状态和平衡力的知识来检验所画出的力是否正确。

跟踪练习1：

1、如图5所示，试分析放在水平面上的物体A作匀速运动时的受力情况。

2、如图6所示，物体放在作匀速直线运动的传送带上，请画出物体所受力的示意图。(如果传送带突然加速或减速运动，画出物体所受力的示意图。)

3、一小球静止在竖直的墙壁之间，如图7，请画出小球所受力的示意图。

4、摩擦力产生的条件　　　　　　 ，　　　　　 ，　　　　　　 ；摩擦力的方向 　　　　　　　　　。