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初中物理滑輪組機械效率計算公式及變式
答:滑輪組機械效率計算公式η=W有/W總x100%;變形式η=G/nF。因為對于滑輪組來說,n表示承擔(dān)動滑輪繩子的段數(shù),當(dāng)同它來提升重物時,若把重為G千克的物體提高h(yuǎn)米,那么做的有用功W有=Gh,此時作用在繩子自由端的拉力是F牛、移動距離s=nh米,則總功W總=Fs=Fnh,所以η=W有/W總=Gh/Fnh=G/nF。
設(shè)滑輪組中動滑輪重為“G動”,物重為“G”,作用在動滑輪上繩子段數(shù)為“n”,作用在繩子自由端的拉力為“F”,繩子自由端移動距離為“s繩”,物體沿豎直方向移動的距離為“h”,沿水平方向移動的距離為“s物”,則滑輪組機械效率的公式如下:一、基本公式:η=W有用/W總二、常用的推導(dǎo)公式(不計繩重及摩擦)1、提升重物時:
①、η=Gh/(Fs繩)?、?、η=G/(nF)?、?、η=G/(G+G動) 2、水平移動重物時:
④、η=fs物/ (Fs繩) ⑤、η=f / (nF)——重點講一下“滑輪組水平拉動重物時”的那個公式——設(shè)想如果不用滑輪組,直接用手拉著物體沿水平方向勻速移動距離“s物”,受到的摩擦力大小為“f”,拉力的大小為“F'”,顯然 F'=f。這時人對物體所做的功就是有用功,所以 W有用=F's物=fs物;現(xiàn)在改用滑輪組拉著物體沿水平方向仍勻速移動距離“s物”,受到的摩擦力大小顯然也仍為“f”,這時對繩子自由端的拉力大小為“F”,則人對滑輪組所做的功就是總功:W總=Fs繩。將“W有用”、“W總”代入基本公式即得公式④。由滑輪組特點可知s繩=ns物,代入公式④,可得⑤。
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