计算机械功、滑轮组机械效率及分析能量的转化过程重难点指导
admin
2023-08-29 12:24:27
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01一、计算机械功时的“三同”性


公式W=Fs中的“F”是作用在物体上的力,s是物体在力的作用下“在力的方向上移动的距离”,二者的方向必须相同。在计算做功多少时,一定要弄清s是否是F始终作用下运动的距离。也可以说公式W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动s距离过程中(同时)始终作用在物体上的力,其大小和方向是不变的。


【例1】一个足球运动员用100N力踢一个重为5N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30m。在球滚动的过程中,运动员对足球做的功为(  )




A.3000J  B.500J  C.150J  D.0J


点拨:球离脚后,脚对球的作用力为0,球是依靠惯性向前运动的,故球在滚动过程中,脚对球没有做功。解答:D


02二、计算滑轮组机械效率应注意的问题


1.利用滑轮组将物体提升一定的高度,已知物体重G、物体被提升的高度h、拉力F、绳自由端移动的距离s,此时的有用功是物体克服重力所做的功,即W有用=Gh,可用公式




求机械效率。如果已知绳子的股数n,公式可变形为




2.利用滑轮组将物体水平拉动一定的距离,此时的有用功是物体克服摩擦所做的功,即W有用=fs,用公式




计算机械效率。


3.如果不考虑摩擦和绳重,已知物重G、动滑轮重G动,可以利用公式




来计算机械效率。


4.用同一滑轮组提升重量不同的物体时,应注意机械效率η、绳端的拉力F是改变的,但是动滑轮的重G动是不改变的。






【例2】建筑工地上,工人们需要将一堆建材运到10m高处,姜荣同学设计安装了如图所示的装置,装置中每个滑轮重100N。工人利用该装置每次提升一块重900N的建材,该工人拉绳子的速度是0.8m/s,在施工过程中:


(1)该工人提升建材的有用功率是多少?


(2)该装置的机械效率是多少?(不计绳重和摩擦)


(3)若再用此装置提升1000N的建材时,它的机械效率是多少?




03三、抓关键条件,分析能量变化




自然界中的能量以各种各样的形式存在着,能量之间可以相互转化。动能、势能、机械能的变化,在考题中经常出现,解决这类问题,主要是抓住题目中的关键条件,根据影响能量大小的因素去分析、求解。




【例3】如图所示,一小钢球从光滑固定斜面的A点静止释放,相继经过B、C、两点,AB=BC,则下列分析正确的是(忽略空气阻力)(  )


A.小钢球下滑过程中做匀速直线运动


B.小钢球在AB、BC两段内运动的平均速度相等


C.小钢球所受重力在AB、BC两段内做功相等


D.就A、B、C三点而言,小钢球在A点的机械能最大


点拨:小钢球从A点向下滚动过程中,忽略空气阻力,同时忽略滚动摩擦,重力势能减小,动能增大,机械能不变,速度变快,小钢球不是做匀速直线运动,通过AB、BC两段的时间不相等,所以AB、BC两段平均速度不相等,小钢球在AB、BC两段下落的竖直高度是相等的,所以重力做功相等。解答:C。


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