2024遼寧中考物理二輪重點專題研究 第11講 滑輪 機械效率（課件）

滑輪機械效率第11講遼寧近年真題精選1知識精講2考點清單重難點突破實驗測量滑輪組的機械效率實驗突破—科學探究素養(yǎng)提升3遼寧近年真題精選命題點1滑輪、滑輪組的相關計算(遼寧2020.5，沈陽7考，撫本遼葫6考，鐵嶺5考)

1.(2020遼寧5題2分)工人利用滑輪組吊起重為2400N的路燈桿．如圖所示，這是路燈桿一端剛被勻速拉起的簡圖．路燈桿離地后被勻速提升1m，繩端拉力F為1000N．下列說法正確的是(

)A.路燈桿一端剛被勻速拉起時，相當于費力杠桿B.路燈桿離地后，受到的拉力小于2400NC.路燈桿離地后，繩端拉力F做的功為1000JD.路燈桿離地后，滑輪組的機械效率為80%D2.(2021撫順本溪遼陽8題2分)用如圖所示的滑輪組，勻速直線拉動水平地面上重為35N的物體，手的拉力為20N，物體移動的速度為0.1m/s，物體受到地面的摩擦力為32N，不計繩重、滑輪組的摩擦，下列說法正確的是(

)A.滑輪組的機械效率為80%B.動滑輪重為5NC.拉力的功率為2WD.10s內物體的重力做功為35JA3.(2020本溪鐵嶺遼陽8題2分)小鵬家購買了一箱重960N的裝修材料，工人用如圖所示的滑輪組將裝修材料勻速提高9m，用時3min，若滑輪組的機械效率為80%(不計箱子重、繩重和摩擦)．小鵬計算的下列物理量正確的是(

)A.繩子自由端移動的速度為0.05m/sB.做的有用功為8640JC.拉力為240ND.拉力的功率為48WB4.(2021鐵嶺葫蘆島6題2分)國家為了改善居民的居住條件，對老舊小區(qū)進行改造．建筑工人用如圖裝置將建材勻速運送到樓頂，已知建材重力為4500N，將建材提升15m用時1min，繩端的拉力F為2000N．(忽略繩重)下列計算結果正確的是(

)A.繩端拉力的功率為1125WB.繩端移動的速度為0.25m/sC.該裝置的機械效率為75%D.該裝置所做的有用功為3×104JC5.(2023葫蘆島9題3分)(多選)如圖所示，某人將物體沿水平方向勻速拉動了5m，所用時間為10s．物體和地面之間的摩擦力為320N，滑輪組的機械效率為80%，不計繩重和滑輪組的摩擦，下列說法中正確的是(

)A.A、B、C處繩子受力的大小關系是FB>FC>FAB.繩子A處向上的速度為1m/sC.動滑輪重為80ND.拉力F做功的功率為160WBC6.(2021沈陽15題2分)小麗利用如圖所示的滑輪組，將重為125N的物體勻速提起，作用在繩子自由端豎直向上的拉力F＝50N．在10s內繩子自由移動的距離為6m．則物體上升的速度為________m/s；拉力F的功率為______W.0.2

307.(2023沈陽18題9分)如圖所示，電動起重機是通過電動機拉動繩子b帶動滑輪組工作的裝置(滑輪組的連接方式未畫出)．質量為360kg的貨箱放在水平地面上，與地面的接觸面積是0.25m2.求：(1)當繩子a對貨箱的拉力Fa為600N時，貨箱未離開地面，此時貨箱對地面的壓強是多大？(g取10N/kg)(2)在勻速拉起貨箱的過程中，電動機把繩子b勻速收起了12m，繩子b的拉力Fb做了2.4×104J的功，拉力Fb是多大？(3)在上述勻速拉起貨箱的過程中，使用滑輪組所做的額外功是9.6×103J，滑輪組的機械效率是多大？解：(1)貨箱的重力G＝mg＝360kg×10N/kg＝3600N貨箱對地面的壓力F＝G－Fa＝3600N－600N＝3000N地面受到的壓強

(2)根據W＝Fs可得，(3)有用功W有＝W總－W額＝2.4×104J－9.6×103J＝1.44×104J機械效率8.(2022沈陽19題9分)為了改善老舊住宅樓的保溫效果，沈陽開展了“暖房子工程”，如圖為施工現場使用的提升裝置．已知被提升的建筑材料的質量為200kg，動滑輪重力為500N，拉力F在10s內將重物勻速提升了10m，不計繩重及摩擦．(g取10N/kg)求：(1)提升裝置所做的有用功；(2)拉力F的功率；(3)該裝置的機械效率．解：(1)建筑材料的重力G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N有用功W有＝Gh＝2000N×10m＝2×104J(2)拉力F＝

(G＋G′)＝×(2000N＋500N)＝1250N繩子端移動的距離s＝nh＝2×10m＝20m總功W總＝Fs＝1250N×20m＝2.5×104J拉力的功率(3)機械效率9.(2020沈陽18題9分)工人師傅利用如圖甲所示的滑輪組搬運石材．質量為1.8×103kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做勻速直線運動，其路程隨時間變化的圖像如圖乙所示．石材在水平方向上受到的阻力為石材重的0.1倍，滑輪組的機械效率為75%，滑輪組和繩子的自重不計．(g取10N/kg)求：(1)石材受到的阻力；(2)在石材移動40s過程中，工人做的有用功；(3)在石材移動40s過程中，工人作用在繩子自由端的拉力F.解：(1)石材受到的重力G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N石材受到的阻力F阻＝0.1G＝0.1×1.8×104N＝1.8×103N(2)由乙圖知，當t＝10s時，石材移動的距離s＝1.0m石材勻速運動的速度石材在t1＝40s移動的距離s1＝vt1＝0.1m/s×40s＝4m由題意知，石材在水平面上做勻速直線運動，水平方向上受力平衡，則有F1＝F阻＝1.8×103N工人做的有用功W有＝F1s1＝1.8×103N×4m＝7.2×103J(3)由

得由分析知，繩子段數n＝3，s繩＝3s1＝3×4m＝12m由W＝Fs，得其他地市真題展示10.(2021營口20題3分)如圖所示，物體A重150N，物體B重15N，此時物體A沿著水平桌面以0.2m/s的速度向右做勻速直線運動(不計繩重、滑輪重、繩輪及輪軸間的摩擦)，物體B勻速下降的速度是_____m/s，物體A與水平桌面間的摩擦力是_____N，10s內物體A克服摩擦力做功______J.0.43060其他地市真題展示命題點2測量滑輪組的機械效率11.(2023盤錦31題8分)在“探究滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前3組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得第4組數據，如下表：實驗次數物重G物/N動滑輪重G動/N鉤碼上升的高度h/m動力F/N動力作用點移動的距離s/m滑輪組的機械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

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0.550.0(1)根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法．實驗次數物重G物/N動滑輪重G動/N鉤碼上升的高度h/m動力F/N動力作用點移動的距離s/m滑輪組的機械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

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0.550.0(2)在實驗中，測量繩端拉力F時，應盡量_______勻速向上拉動彈簧測力計，讀出乙圖中彈簧測力計的示數為______N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為________．豎直1.666.7%實驗次數物重G物/N動滑輪重G動/N鉤碼上升的高度h/m動力F/N動力作用點移動的距離s/m滑輪組的機械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

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0.550.0(3)由表中第________組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關．1、2、3實驗次數物重G物/N動滑輪重G動/N鉤碼上升的高度h/m動力F/N動力作用點移動的距離s/m滑輪組的機械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

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0.550.0(4)由表中第3、4組數據可知，同一滑輪組的機械效率與摩擦和_______________有關，請計算出第3組實驗中克服摩擦所做的額外功_____J.動滑輪的0.15重力命題點3斜面機械相關計算(鐵嶺2023.8)

12.(2023鐵嶺8題2分)如圖所示，工人用160N的拉力F將重為300N木箱10s內勻速拉到長3m、高1m的斜面頂端．下列說法正確的是(

)A.拉力F做功的功率是16WB.克服木箱重力做功是900JC.斜面的機械效率是62.5%D.若只改變斜面的傾斜角度，斜面的機械效率不變C13.(2022鞍山31題6分)斜面是在生活和生產中常見的簡單機械，也是物理實驗中常用的實驗器材．(1)使用斜面提升物體可以省力．如圖甲，將重力為5N的木塊放在長1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上勻速拉動彈簧測力計，記下測力計的示數為1.6N，則該斜面的機械效率η＝______%，木塊在斜面上運動時受到的滑動摩擦力為______N．繼續(xù)探究，可以得出斜面越陡，省力越_____(選填“多”或“少”)，機械效率越_____(選填“高”或“低”)．命題點4探究影響機械效率的因素其他地市真題展示62.50.6少高(2)用斜面“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗，如圖乙，使一個小球從斜面上不同高度由靜止開始滾下，撞擊水平面上的小木塊，通過觀察____________________比較小球動能的大小，可以探究物體的動能跟_______這一因素的關系．小木塊移動的距離速度簡單機械滑輪杠桿定義五要素平衡條件：F1L1=F2L2杠桿分類定滑輪動滑輪滑輪組定義計算公式有用功、總功、機械效率等臂杠桿特點省力杠桿特點機械效率其他簡單機械特點輪軸的實質斜面的特點知識精講考點清單【版本導航】人教：八下第十二章P81～P88

北師：八下第九章P99～P104，P111～P119類型圖示特點F移動的距離(s)和物體G移動距離(h)的關系F和G物的關系(忽略動滑輪的自重、繩重及摩擦)F和G物關系(忽略繩重及摩擦)應用定滑輪_____力的方向，但不省力s＝___F1＝____F1＝____旗桿頂部的定滑輪等改變一、滑輪hG物G物類型圖示特點F移動的距離(s)和物體G移動距離(h)的關系F和G物的關系(忽略動滑輪的自重、繩重及摩擦)F和G物關系(忽略繩重及摩擦)應用動滑輪省力，但________力的方向s＝___F2＝_____F2＝_______電動起重機的動滑輪等不改變2h類型圖示特點F移動的距離(s)和物體G移動距離(h)的關系F和G物的關系(忽略動滑輪的自重、繩重及摩擦)F和G物關系(忽略繩重及摩擦)應用滑輪組既能省力，又能改變力的方向(繩子段數n＝3)s＝___F3＝_____F3＝______使用滑輪組提升重物等3h二、其他簡單機械1、輪軸的實質：一個可以連續(xù)旋轉的______．應用：轆轤、門把手、汽車方向盤、扳手等．2、斜面的特點：____力但費距離；高度相同時，斜面越長，越____力．應用：盤山公路、螺絲釘等．杠桿省省2、計算公式：_____________W有表示有用功，指無論是否使用機械都___________的功．W額表示額外功，指使用機械時，并非我們需要又不得不做的功．W總表示總功，為________與________之和．η表示機械效率．三、機械效率1、定義：_______跟_______的比值叫做機械效率，用符號______表示．有用功總功η必須要做有用功額外功注：使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是______總功，所以機械效率總是小于1.3、影響滑輪組機械效率的因素：動滑輪重、物重、繩重和摩擦．4、提高滑輪組機械效率的方法：增大_____，減小_________、繩重和摩擦．小于物重動滑輪重裝置圖

有用功物體G上升高度為h，W有用＝_____克服摩擦力所做的功W有用＝______物體G上升高度為h，W有用＝______總功拉力F移動s，s＝s物，W總＝Fs(s＝h)拉力F移動s，W總＝______，s＝nh(n為繩子承擔物重的段數)拉力F移動s，W總＝Fs＝Fns物拉力F移動s，W總＝FsGhfs物GhFs裝置圖

機械效率注意：若不考慮機械之間的摩擦、繩重和空氣阻力，滑輪組的機械效率也可以用來計算．概念辨析判斷下列說法的正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”．(1)使用機械時，有用功一定小于總功(

)(2)同一滑輪組的機械效率一定是不變的(

)(3)功率大的機械，機械效率不一定高，機械效率高的機械，功率不一定大(

)(4)減小額外功就能提高機械效率(

)(5)增大斜面的傾斜程度，斜面的機械效率不變(

)(6)增大重物提升的高度，可以提高滑輪組的機械效率(

)√×√×××重難點突破機械效率的理解和相關計算例1

(2023錦州改編)如圖所示，某實驗小組的同學用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼勻速提升相同的高度，每個鉤碼的質量是100g，所做的有用功分別為W甲和W乙，機械效率分別為η甲和η乙，則：(1)W甲______W乙，η甲______η乙(均選填“＞”“＝”或“＜”)．(2)增大繩端移動的速度，滑輪組機械效率將會______(選填“變大”“變小”或“不變”)．(不計繩重和摩擦)<<不變例2如圖甲所示，一物體所受重力G＝720N，通過滑輪組將該物體在10s內從地面開始提高2m，人對繩子的拉力F＝300N，忽略繩重及摩擦．則：(1)繩子自由端移動的距離為_____m，速度為_____m/s.(2)動滑輪重為______N.(3)拉力F所做的有用功為________J，總功為________J，拉力F的功率為______W.(4)(核心考法)滑輪組提升重物的機械效率為______．一題多設問60.61801440180018080%(5)若提升重為800N的物體，則滑輪組的機械效率將________；若換用更輕的動滑輪，滑輪組的機械效率將________．(均選填“增大”“減小”或“不變”)(6)若繩子拉力端能承受的最大拉力為500N，則此滑輪組能提升的最大物重為_______N.(7)若重物的底面積為0.5m2，當繩端的拉力為200N時，重物對地面的壓力為______N，壓強為______Pa.增大增大1320300600(8)若將滑輪組的繞線改成如圖乙所示的情形，將同一物體在相同時間內提高相同的高度，則甲、乙的拉力之比是______，有用功之比是______，機械效率之比是______．2∶31∶11∶1例3

(2021通遼改編)如圖所示，重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了20s，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中，繩子自由端移動的距離為______m，物體與地面的滑動摩擦力大小為______N，額外功的功率是______W.618012例4

(2021泰州改編)如圖，小明將一個重為3N的小車從斜面底端勻速拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為1.25N，小車沿斜面移動的距離s＝1.6m，上升的高度h＝0.6m．則小明對小車做的有用功是______J，小車受到的摩擦力為________N，斜面的機械效率是_______．1.80.12590%實驗突破—科學探究素養(yǎng)提升實驗測量滑輪組的機械效率1.實驗原理：2.實驗裝置圖示法過實驗3.操作步驟(1)用刻度尺測出_____________和繩子拉力作用點移動的距離；(2)用_____________測出被提升物體重力G和繩子自由端的拉力F4.注意事項(1)實驗中應沿豎直方向____________拉動彈簧測力計，根據__________可知拉力大小等于彈簧測力計示數(2)彈簧測力計靜止時的讀數不準確的原因(忽略了摩擦力對滑輪組機械效率的影響，測出的數據誤差較大)被提升物體彈簧測力計勻速直線二力平衡例某小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數據如表所示，實驗裝置如圖所示．一題多設問實驗次數鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動的距離/m機械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%設計與進行實驗(1)除了如圖所示器材和彈簧測力計外，還需要的測量器材是________．(2)實驗過程中應該沿豎直方向______緩慢拉動彈簧測力計．刻度尺勻速(3)實驗中收集到的數據如下表所示，請將表中的兩個數據填寫完整，分析表中數據可知第4次實驗是用______(選填“丙”或“丁”)圖所示裝置做的實驗．丁實驗次數鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動的距離/m機械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%70%0.8(4)通過比較1、2兩次實驗數據可得出結論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與滑輪組的連接方式_______(選填“有關”或“無關”)．(5)通過比較______兩次實驗數據可得出結論：用同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越_____．無關2、3大實驗次數鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動的距離/m機械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%70%0.8(6)通過比較3、4兩次實驗數據可得出結論：_________________________________________________．

不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重，機械效率越小(7)第3次實驗中滑輪組所做的額外功為______J．根據表格中的數據分析可知：隨著物重的增大，額外功______(選填“變小”“變大”或“不變”)，原因是____________．0.26變大摩擦力變大實驗次數鉤碼重/N鉤碼上升的高度/m繩端的拉力/N繩端移動的距離/m機械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%70%0.8交流與反思(8)某同學認為實驗過程中邊拉動邊讀數，彈簧測力計示數不穩(wěn)定，應該靜止讀數．你認為他的想法________(選填“正確”或“不正確”)，因為他沒有考慮到________對滑輪組機械效率的影響．不正確摩擦力(9)小明同學分析實驗數據時，發(fā)現通過比較第2、4次實驗數據，也能得出滑輪組機械效率與物重的關系．請你對小明同學的觀點進行評估：___________________________________________________________________________________________.明的分析是錯誤的；由于2、4實驗的