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初二滑轮和滑轮组的机械效率

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本文是某同学的提问与齐老师的答疑。文章主要解决学生问题:滑轮的作用都是什么?滑轮组省力多少怎么计算?机械效率怎么计算?。此考点隶属内容为:初中物理八年级下册《简单机械》。

学生问题

学生问题:齐老师您好。我是初二的学生,目前学校在学习简单机械,我对滑轮和滑轮组理解不是很好。请问滑轮组省力多少是怎么计算的?机械效率呢?

齐老师答疑

齐老师:滑轮是除了杠杆外另一种应用广泛的简单机械。

定滑轮:定滑轮一般是固定在顶部,并且轴是固定不动的。定滑轮的作用主要是改变力的方向。比如想要把重物运到2楼,如果用绳子拽的话,一般不容易使劲拉,如果用定滑轮在2楼和三楼之间,改变使劲的方向,可以借助人的重力等把重物拉到二楼。这就是定滑轮的作用。

动滑轮:滑轮本身没有固定,它的轴可以随着吊起物一起运动。动滑轮的作用主要是省力。在忽略滑轮重力、摩擦力及绳重的前提下,一个动滑轮一般能节省一半的力量。

 

滑轮组:由若干个定滑轮和动滑轮组合在一起。(至少有一个动滑轮和一个定滑轮)。滑轮组的作用是既改变力的方向,又需要
省更多的力。

滑轮组省力的计算方法

 

滑轮组省力的计算方法是(在不考虑动滑轮的自重、绳重及摩擦情况下)动滑轮上有几段绳子承担重物,提起物体所需要的力就是物重的几分之一。

我们计算的时候也很简单,就是在定滑轮和动滑轮之间画一道线,这道线的下面有几个绳子,就是几分之一。

机械效率的计算方法

 

我们之前学习过功和机械能,功是过程量,就是指一个力对物体作用,并且物体在作用力的方向移动一定的距离。

能是状态量,动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

做功可以使物体的能量发生变化,而物体能量变化的多少是由做功的多少决定的。

回到机械效率的计算,我们利用机械一般都有一定的目的,一般是增加物体的机械能,我们一般把直接作用使物体机械能的功,成为有用功。可以说有用功和增加的动能、势能或弹性势能相等,但不能说有用功就是增加的机械能。

做功难免会出现耗损现象,比如用滑轮组的时候,有动滑轮的重量、摩擦及绳重等因素的影响,我们需要额外多做出一部分功来抵消这些因素的影响。

所以我们提出了机械效率的概念。

公式是η=W有/W总。并且记住机械功率总是小于1的。

W有一般都等于增加的机械能。W总可以是总功率×时间;也可以是总作用力×距离。

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版权所有:初中物理网|发表日期:2017年10月31日|