2025中考物理一輪復(fù)習(xí)：力學(xué)之滑輪、斜面、機(jī)械效率（解析版）

力學(xué)第八講一滑輪、斜面、機(jī)械效率

一、思維導(dǎo)圖

二、知識梳理

考點1:動滑輪與定滑輪的性質(zhì)

圖甲中。是支點，1人為力臂。

圖乙中。是支點，h是動力臂，b是阻力臂

動滑輪斜拉時，動力臂會減小，而定滑輪斜拉時，動力臂不變

（1）探究定滑輪的工作特點

①實質(zhì)：定滑輪的支點是轉(zhuǎn)動軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，是一個等臂杠桿。

②特點：使用定滑輪不能省力，但可以改變力的方向。

③定滑輪中的力的關(guān)系：（不計輪軸間摩擦）F=G

④定滑輪中的路程/速度關(guān)系：繩子自由端移動距離/速度=重物移動的距離/速度

（2）探究動滑輪的工作特點

①實質(zhì)：動滑輪的支點是那段上端固定的繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的直徑，阻

力臂是滑輪的半徑，因此動滑輪的實質(zhì)是一個動力臂是阻力臂一半的省力杠桿。

②特點：使用動滑輪能省一半的力，但不能改變力的方向，且多費(fèi)一倍距離。

③動滑輪中力的關(guān)系：（不計軸間摩擦和動滑輪重力）貝U：F=1/2G

（只忽略輪軸間的摩擦則拉力）F=1/2（G物+G動）

④動滑輪中的路程/速度關(guān)系：繩子自由端移動距離/速度=2倍的重物移動的距離/速度

考點2：水平、豎直滑輪組與機(jī)械效率

1.自由端：針對繞在滑輪上的繩子而言，未以任何方式與滑輪連接并且可以移動的一端。

2.滑輪組中的路程關(guān)系：自由端移動距離（速度）是動滑輪移動距離（速度）的n倍。（n

為與動滑輪連接的繩子段數(shù)）

額外功來源：

豎直動滑輪/滑輪組：（繩子與滑輪轉(zhuǎn)軸處）摩擦、動滑輪重力、、繩子重力

水平滑輪/滑輪組：（繩子與滑輪轉(zhuǎn)軸處）摩擦

定滑輪：（繩子與滑輪轉(zhuǎn)軸處）摩擦

考點3：斜面

（1）斜面機(jī)械效率

〃_W有用_G物?h

W總F拉?S

W有用=6物-11W總=F拉?S卬額=，5斜面的額外功是克服

斜面上摩擦力做功

求解斜面摩擦力的方法：W額=W總-W有用

f?S=F拉?S-G物?h

,F拉S-G物-h

t=-------------------

S

（2）斜面機(jī)械效率影響因素

①斜面粗糙程度；②斜面傾斜程度

斜面粗糙程度越小，斜面機(jī)械效率越大

斜面傾斜程度越大，斜面機(jī)械效率越大

（3）斜面上摩擦力與拉力的大小關(guān)系

f<F拉

如何推導(dǎo)？

W有用=0物-11W總=F拉?S0額=八$

W額=川總-W有用

W額<W總

f-S<F拉

f<F拉

（4）斜面上摩擦力大小與斜面傾斜程度的關(guān)系

斜面粗糙程度相同時，斜面傾斜程度越大，同一個物體在斜面上所受的滑動摩擦力越小

三、題型分類

題型1:定滑輪與動滑輪

1.（2023?寧波）如圖所示，小寧用豎直向上的拉力f提升物體，使物體在2s內(nèi)勻速上升了0.1m。

已知物體重為IN,動滑輪重為0.25N,不計繩重和摩擦。這一過程中，下列說法母牛的是

（）

\\\\\\\\

A.繩子自由端移動速度為Q05m/sB.拉力廠的大小為0.625N

C.拉力尸做功為0.125JD.該滑輪的機(jī)械效率為80%

【答案】A

s0.1m八”,

【解析】A.由題意可知，繩子的股數(shù)為2股，物體上升的速度為v=—------=0.05m/s

2s

故繩子自由端移動速度為v=2v=2x0.05m/s=0.lm/s

故A錯誤，符合題意;

F=?物+G動=1N+0.25NR.625N

B.拉力B的大小為

n2

故B正確，不符合題意;

C.拉力方做功為W=Fs=0.625Nx2xO.lm=0.125J

故C正確，不符合題意;

%用_G物._G物h_G物一1N

D.該滑輪的機(jī)械效率為7==80%

叱總FsFnhnF2xO.625N

故D正確，不符合題意。

故選A。

2.（2023?四川）如圖所示,用一根繩子繞過定滑輪，一端拴在鉤碼上，手執(zhí)另一端，分別用

力耳、F?、工勻速拉起鉤碼。忽略繩子與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是（）

\\\\\\\\\

A.耳較大B.居較大C.居較大D.耳、%居的大小相等

【答案】D

【解析】由圖可知，圖中滑輪是定滑輪，定滑輪不能省力，所以忽略繩子與滑輪的摩擦，勻

速向上拉物體時，無論向哪個方向拉動繩子，施加在繩子上的拉力都與物體重力相等，所以

三種拉法所用拉力一樣大，故ABC錯誤，D正確。

故選D。

3.如圖所示用三個力沿不同的方向拉繩子，則（）

A.Fi最大B.F2C.F3最大D.一樣大

【答案】C

4.如圖所示，三個滑輪拉同一物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，所用拉力分別在一個平面上,

所使用的拉力分別為B、后和那么有（）

A.Ft>F2>F3B.F,<F2<F3c.八〈月〈居D.招＞耳＞工

【答案】C

【解析】不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦，假設(shè)物塊與地面的摩擦力為力第一個圖中

滑輪為定滑輪，不省力，拉力Fl=f

第二個圖中滑輪為動滑輪，省一半的力，拉力工=；/

第三個圖中滑輪為動滑輪，但瑪處作用在動滑輪上，費(fèi)2倍的力，所以F3=2f

比較可知,

故C符合題意，ABD不符合題意

5.（2022?麗水一模）如圖所示，用10N的水平拉力P拉滑輪，使足夠長的物體A以0.4m/s

的速度在水平地面上勻速運(yùn)動，彈簧測力計的示數(shù)為3N。下列說法正確的是（不計滑輪、

彈簧測力計、繩重及滑輪摩擦）（）

A.地面對A的摩擦力為3N

B.繩子拉物體A的功率為2W

C.物體B受到的摩擦力為3N,方向水平向左

D.在運(yùn)動過程中若將拉力廠增大到12N,彈簧測力計的示數(shù)也增大

【答案】B

【解析】AC.測力計對B的拉力與A對B的摩擦力是一對平衡力，這兩個力大小相等，彈

簧測力計示數(shù)為3N,所以A對B的摩擦力為3N,方向水平向右；由于物體間力的左右是相

互的，則B對A的摩擦力為3N,方向水平向左，對A受力分析，A受到水平向右的繩子的

拉力、水平向左的B對A的摩擦力、水平向左的地面對A的摩擦力，歹作用在動滑輪上，對

滑輪的拉力為10N,則拉動A的力為5N,所以地面對A的摩擦力為

戶5N-3N=2N

故AC錯誤；

wF\

B.繩子拉物體A的功率為P=—=—=Fv=5Nx0.4m/s=2W

tt

故B正確；

D.在運(yùn)動過程中若將拉力尸增大，但是AB間的壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則AB

間的摩擦力不變，且物體B仍然靜止，由二力平衡條件可知，測力計的示數(shù)不變，仍為3N,

故D錯誤。

故選Bo

題型2：滑輪組的連接與設(shè)計

1.如圖所示，請畫出用滑輪組提升重物時最省力的繞線方法

【答案】最省力的畫法是從動滑輪起到動滑輪結(jié)束

2.（西湖區(qū)一模）如圖所示小金想利用滑輪組最省力的繩子繞法水平拉動物體A?若地面對A

的摩擦力與A的重力比值為n,A的比熱為c,A的溫度上升t（為計算方便假設(shè)摩擦產(chǎn)生

的熱都被A吸收）

（1）畫出滑輪組上繩子的繞法

（2）在用繩子水平勻速拉動物體A的過程中，若不計繩子與滑輪之間的摩擦和自重，拉力所

做的功物體A克服摩擦力所做的功（選填"大于"小于"或"等于"）

⑶已知物體受到的滑動摩擦力和物體間相對滑動的距離的乘積，在數(shù)值上等于滑動過程中

產(chǎn)生的內(nèi)能，試推導(dǎo)繩子末端移動的距離S=（請寫出推導(dǎo)過程，所得結(jié)果用字母表示）

【答案】（1）如上圖；（2）等于；（3）/■.

ng

【解析】（I）由圖可知，該滑輪組由一個動滑輪和一個定滑輪組成，當(dāng)連接動滑輪繩尸的

段數(shù)最多為3段時，此時最省力，如圖所示：

（2）不計繩子與滑輪之間的摩擦和自重,則拉力所做的功全部用在物體A上,即拉力做的

功等于物體A克服摩擦做的功?

（3）由題意可得OG=n,則地面對A的摩擦力f=nG.

設(shè)物體移動的距離為s：則克服摩擦做功，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的大小為：W=ty=nGs，=nmgs1

物體A吸收的熱胎Q=cmt.由題知，摩擦產(chǎn)生的熱都被A吸收，則nmgU=cmt.

解得；s，上，連接動滑輪繩子的段數(shù)為3段,繩子移動的距離為物體移動距離的三倍，則繩

ng

了末端移動的距離s=3—.

ng

題型3：豎直滑輪組及機(jī)械效率

1.（2023?浙江寧波模擬）小濱同學(xué)用如圖滑輪組提起一個重物，己知重物重力為G,小濱重

力為500N,不計繩重及繩與滑輪之間的摩擦。以下說法正確的是（）

A.若不計滑輪重力，小濱可以提起的重物最大重力不超過500N

B.若小濱將繩子豎直向下拉動2m,則重物可以提升4m

C.若G=600N時，滑輪組的機(jī)械效率為75%,則動滑輪的重力為200N

D.若小濱向右拉動繩子，所需的拉力將會逐漸增大

【答案】C

【解析】A.小濱同學(xué)重500N,他對繩子的最大拉力為500N。有兩根繩子與動滑輪接觸,

不考慮繩重與摩擦。則他能夠提起的重物總重（物重與動滑輪總重）為

G總=2尸=2x500N=1000N

而動滑輪的重力為幾牛或者幾十牛，故小濱同學(xué)能夠提起的物重遠(yuǎn)超500N。故A錯誤；

B.有兩段繩子與動滑輪接觸，繩子自由端移動的距離為動滑輪上升距離的2倍，所以此時

物體上升的距離為/z=-5=-x2m=lm

22

故B錯誤；

C.不考慮繩重與摩擦，滑輪組的機(jī)械效率計算式為

_%_G/?_GhG

”訶N]（G+%）X2JM

當(dāng)物重G=600N且機(jī)械效率為75%時，可求出動滑輪重為G動=；G=gx600N=200N

故C正確；

D.繩子自由端最后接觸的是定滑輪，定滑輪能改變力的方向，不會改變力的大小。故向右

拉繩子，拉力不會增大。故D錯誤。

2.（2023?余杭區(qū)模擬）用如圖所示的滑輪組，在10s內(nèi)將一個重為1200N的物體勻速提升

3m,繩子自由端的拉力為500N,下列相關(guān)說法正確的是（）

A.繩子自由端移動速度為0.3m/s

B.10s內(nèi)拉力做功的功率是450W

C.滑輪組提升重物時的機(jī)械效率是72%

D.若只減小物體的重力，則滑輪組的機(jī)械效率會增大

【解答】解：A、圖中連接動滑輪的繩子股數(shù)n=3,繩子自由端移動的距離s=nh=3義

3m=9m,移動的速度v=]=鬻=0.9m/s,故A錯誤；

B、拉力做的功W,g.=Fs=500NX9m=4500J,功率P=一3=嚕詈=450W,故B正確；

C、滑輪組做的有用功W有用=Gh=1200NX3m=3600J,

w

滑輪組提升重物時的機(jī)械效率T]=F臀xioo%=慧2X100%=80%,故C錯誤;

VV4-3UUJ

D、滑輪組的機(jī)械效率n=肥=3置/，若只減小物體的重力，有用功減小，有

用功在總功中的比值減小，滑輪組的機(jī)械效率減小，故D錯誤。

故選：Bo

3.（2022?舟山一模）如圖所示的甲、乙兩套裝置，每個滑輪的質(zhì)量均相等，且繩重和摩擦不

計。用它們分別將質(zhì)量相同的重物勻速提升相同高度，若拉力均豎直向上，兩裝置中，下列

四個科學(xué)量不相同的是（）

A.額外功B.有用功C.機(jī)械效率D.拉力大小

【答案】D

【解析】A.繩重和摩擦不計，所以克服動滑輪所做的功就是額外功，由W的G劫%可知，

由于每個滑輪的質(zhì)量均相等且被提升相同高度，所以兩裝置中，額外功相同，故A不符合

題意；

B.物體的質(zhì)量，由G=mg可知物體的重力相等，上升的高度相等，由卬/G/z可知，有用

功相等，故B不符合題意；

C.有用功和額外功相等，總功等于有用功和額外功之和，所以總功相等，機(jī)械效率等于有

用功和總功的比值，所以機(jī)械效率相等，故c不符合題意；

D.繩重和摩擦不計，物體的重力相等，動滑輪的重力相等，由圖可知，甲圖中動滑輪繞繩

子的段數(shù)是2段，乙圖中動滑輪繞繩子的段數(shù)是3段，由/=1（G+G動）可知拉力大小不同，

n

故D符合題意。

故選Do

題型4：水平滑輪組及機(jī)械效率

1.（2023?浙江紹興二模）我們經(jīng)常用摩擦力的知識來分析拔河比賽的輸贏情況。如圖，小明

和爸爸媽媽通過一個滑輪組進(jìn)行拔河比賽。已知爸爸與地面之間的摩擦力最大可達(dá)540牛。

為了勝過爸爸，小明能挺住不動，則媽媽與地面間的摩擦力至少應(yīng)達(dá)到（不計滑輪重、繩重

及其摩擦）（）

媽媽爸爸

【答案】C

【解析】因滑輪組處于靜止?fàn)顟B(tài)，在水平方向受到的爸爸的拉力大小等于受到媽媽拉力與小

明的拉力大小之和。因爸爸、媽媽處都于靜止?fàn)顟B(tài)，故爸爸、媽媽受到的地面施加的摩擦力

與滑輪組對爸爸、媽媽的拉力為?對平衡力，大小相等。爸爸與地面之間的摩擦力最大可達(dá)

540牛，故滑輪組右端拉爸爸的拉力大小等于540N,由力的作用是相互的，爸爸拉滑輪組

的拉力為540N,不計滑輪重、繩重及其摩擦，右側(cè)滑輪組繩子的有效段數(shù)為3,小明的拉

力大小為F=-x540N=180N

3

媽媽拉滑輪組的拉力F媽妒F省擊尸=/'爸/B=540N-180N=360N

滑輪組拉力媽媽的力為360N,根據(jù)二力平衡，則媽媽與地面間的摩擦力至少應(yīng)達(dá)到360N,

故ABD不符合題意，C符合題意。

2.（2022?遼寧）用如圖所示的滑輪組拉動重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做

勻速直線運(yùn)動，箱子與地面間的摩擦力為自身重力的0.2倍，滑輪組的機(jī)械效率為75%,下

列說法正確的是（）

A.拉力F為80NB.10s內(nèi)繩子自由端移動2m

C.3s內(nèi)物體重力做功180JD.拉力/的功率為16W

【答案】D

【解析】A.物體所受摩擦力為7=0.2G=0.2x300N=60N

由圖可知，相當(dāng)于兩段繩子拉著物體，又由于物體勻速運(yùn)動，繩子拉物體的拉力等于摩擦力,

%=力＞物_於物_于

則有

卬總_打繩一2八?物支

所以拉力為口.提T,ON

故A錯誤;

B.繩端移動的距離為，繩="s物=2s物=2%f=2x0.2m/sxl0s=4m

故B錯誤；

C.重力方向豎直向下，在力的方向上，物體沒有移動，故重力不做功，故C錯誤;

D.繩子端移動速度為耍=2%=2x0.2m/s=0.4m/s

拉力功率為P=/喳=40Nx0.4m/s=16W

故D正確。

故選D。

3.如圖所示裝置，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉住物體B,此時物體B保

持靜止。小明用豎直向下大小為2N的力Fi拉重為1N物體A時，物體B以0.6m/s的速度

水平勻速向右運(yùn)動；小明只用水平向左的拉力F2拉物體B時，物體A以0.3m/s的速度勻速

上升。不計輪重、繩重和軸摩擦，則下列判斷正確的是（）

A.物體B受到的滑動摩擦力大小為6N

B.水平向左拉物體B時，拉力F2的大小為10N

C.水平向左拉物體B時，拉力F2功率為1.2W

D.用力Fi豎直向下拉物體A時，拉力Fi的功率為0.4W

【答案】C

4.（2023?杭州模擬）如圖所示，拉力F為5N,物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左

做勻速直線運(yùn)動（B表面足夠長）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力,

彈簧測力計示數(shù)為12N。下列說法正確的是（）

A.拉力F的功率為l.OW

B.物體A受到的摩擦力為16N

C.滑輪組的機(jī)械效率為75%

D.拉力F增大到1ON時，物體B開始向左運(yùn)動

【解答】解：

A、由圖知，水平使用滑輪組，n=2,拉力端移動速度：v=2v物=2X0.1m/s=0.2m/s,

則拉力做功的功率：P=Y=Y=Fv=5NX0.2m/s=1.0W,故A正確;

B、物體B靜止在地面上，處于平衡狀態(tài)；則水平方向上物體B受到向右的彈簧拉力等于

地面對它向左的摩擦力與物體A對它向左的摩擦力之和，即fAB+4N=12N,則fAB=8N；

由于力的作用是相互的，物體A受到的摩擦力為￡=￡人3=8此故B錯誤；

C、由圖知，水平使用滑輪組，滑輪組的機(jī)械效率：|]=?S=力=而*=*=

總,物

OM

2^X100%=80%,故C錯誤；

D、若拉力F增大到10N時，A在運(yùn)動過程中，A對B的壓力不變、接觸面的粗糙程度不

變，則A和B之間的摩擦力不變，所以物體B的運(yùn)動狀態(tài)不會改變，即物體B仍然靜止，

不會向左運(yùn)動，故D錯誤。

故選：Ao

5.如圖所示，F(xiàn)i=4N,F?=3N,此時物體A對于地面靜止，物體B以O(shè).lm/s的速度在物體A

表面向左做勻速直線運(yùn)動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。

下列說法錯誤的是（）

[A]F2的功率為0.6W

【B】如果增大F2,物體A可能向左運(yùn)動

[C]物體A和地面之間有摩擦力

[D]彈簧測力計讀數(shù)為9N

【答案】B

題型5：滑輪綜合

1.（2023?拱墅區(qū)校級一模）如圖，杠桿在水平位置平衡，物體Mi重為500N,OA：OB=2：

3,每個滑輪重為20N,滑輪組的機(jī)械效率為80%,在拉力F的作用下，物體M2以0.5m/s

速度勻速上升了5m。（杠桿與繩的自重、摩擦均不計）

求：（1）物體M2的重力；

（2）拉力F的功率；

（3）物體Mi對水平面的壓力。

【解答】解：

（1）因杠桿與繩的自重、摩擦均不計，故克服動滑輪重力做的功為額外功,

則滑輪組的機(jī)械效率：

七八「

__wW_Gh_G

"WGh+GfhG+G—J

總動動

即：80%=G+20N'

解得物體M2的重力：G=80N；

（2）由圖知，繩子的有效段數(shù)為2,繩的自重、摩擦均不計，則作用在繩子自由端的拉

力：

動

cG+G8ON+2ONSZ

F=--=------2------=50N；

物體M2以。.5m/s速度勻速上升了h,繩子自由端移動的距離為：s=2h,

由v=］可得繩子自由端的速度為：

v繩=2v=2X0.5m/s=lm/s；

拉力F的功率：

WFs

P=—=—=Fv繩=50NXlm/s=50W；

（3）由力的平衡條件可得，B端對定滑輪向上的拉力:

F'B=3F+G定=3X50N+20N=170N,

根據(jù)力的作用是相互的，則定滑輪對杠桿B端的拉力為：FB=F'B="ON,

根據(jù)杠桿的平衡條件可得：FAXOA=FBXOB,

故繩子對杠桿A端的拉力為：

FA=黑XFB=|X170N=255N,

力的作用是相互的，則繩子對Mi向上的拉力為FA'=FA=255N,

根據(jù)力的平衡，地面對Mi的支持力：

F支=G1-FA'=500N-255N=245N；

由力的相互性可知，物體Mi對水平面的壓力：

F底=F3￡=245N。

答：（工）物體M2的重力為80N；

（2）拉力F的功率為50W；

（3）物體Mi對水平面的壓力為245N。

2.如圖所示，用力F拉著重為G的物體豎直勻速上升，在時間t內(nèi)物體上升的高度為h（物

體未拉出水面），若物體的體積為V,水的密度為p,則下列算式正確的是（）

A.n=—B.n」T+」恒C.Ww=GhD.P有=業(yè)上_隹生

3F3Ft

【答案】D

3.人們利用如圖所示的滑輪組將浸沒在河底的實心物體A打撈上來，物體A的密度為

9.0xl03Kg/m3,體積為lOOdnP.在5000N的拉力F作用下，物體A在2s內(nèi)勻速豎直上升

2m（物體未露出水面），不計水的阻力，g=10N/Kg.求：

（1）物體A受到的浮力.

（2）拉力F做功的功率.

（3）滑輪組的機(jī)械效率.

【答案】(1)物體A受到的浮力為1000N.

(2)拉力F做功的功率為10kW.

(3)滑輪組的機(jī)械效率為80%.

4.如圖是某水上打撈船起吊裝置結(jié)構(gòu)示意簡圖.某次打撈作業(yè)中，該船將沉沒于水下深處

的一只密封貨箱打撈出水面，已知該貨箱體積50m3,質(zhì)量是200t.則

(1)貨箱完全浸沒在水中時受到的浮力是多少？

(2)貨箱完全出水后又被勻速吊起1m,已知此時鋼纜拉力F為1X106N,則在此過程中拉

力F所做的功是多少？

(3)若貨箱在水下被拉起到完全出水的過程是被勻速提升的，則該滑輪在水下提起貨箱和貨

箱拉出水面后的滑輪組機(jī)械效率之比為多少？

【答案】

(1)貨箱完全浸沒在水中時，則丫排=丫=501113,

浮力F浮=「水gV排=lxl()3kg/m3xlON/kgx50m3=5X1()5N.

(2)有用功：W<ffl=Gh=mgh=2x105kgx10N/kgxlm=2x106J,

由圖可知，拉力的距離S是貨物高度的4倍，S=4h=4m,

故拉力做的功：W總=Fs=lxlO6Nx4m=4xl()6j.

(3)水上機(jī)械效率：％=W有用/W總xl00%=(2X106J)/(4X106J)X100%=50%

水下機(jī)械效率：2=(G-F浮)/(G-F浮+G動)xl00%=3/7

r|2/T|1=6/7

題型6：斜面

1.(2022?北侖區(qū)二模)斜面是一種簡單機(jī)械，在生活和生產(chǎn)中使用斜面的好處是可以省力。

那么斜面的省力情況與哪些因素有關(guān)呢？某科學(xué)興趣小組開展以下探究。

【查閱資料】斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判

定，比值越小越省力。

【建立假設(shè)】假設(shè)1：與斜面的表面材料有關(guān)：

假設(shè)2：與斜面的傾斜程度有關(guān)：

假設(shè)3：與物體受到的重力大小有關(guān)。

【收集證據(jù)】小明為驗證上述猜想，利用如圖所示的裝置進(jìn)行了實驗。實驗中所用物塊

的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做勻速直線運(yùn)動。實驗

中相關(guān)的記錄如表。

實驗序號123456

斜面傾角0/303030303540

度

斜面的表面木板毛巾木板木板木板木板

材料

物塊重G/N2.02.04.06.02.02.0

沿斜面拉力1.251.452.503.751.361.48

F/N

【得出結(jié)論】分析上述數(shù)據(jù)，斜面的省力情況與有

關(guān)。

【拓展交流】已知實驗中，斜面長均為1.2m、第1次實驗中斜面高為0.6m,則第1次實

驗中斜面的機(jī)械效率是%□

【解答】解：【得出結(jié)論】由表中數(shù)據(jù)1、2可知，當(dāng)斜面傾角9和物塊重G一定時，斜

面的表面材料越光滑，斜面越省力；由表中數(shù)據(jù)1、3、4可知，當(dāng)斜面傾角。和斜面的

表面材料一定時，物體的重力變?yōu)樵瓉淼膸妆?，拉力會變?yōu)樵瓉淼膸妆?，即沿斜面的?/p>

力與物體的重力G的比值大小相等，由此可知，斜面省力情況與物體受到的重力大小無

關(guān)；由表中數(shù)據(jù)1、5、6可知，當(dāng)斜面的表面材料和物塊重G一定時，斜面傾角0越小，

斜面越省力；綜上所述，斜面的省力情況與斜面傾角。和斜面的表面材料有關(guān)，與物塊

重G無關(guān)；

【拓展交流】已知實驗中，斜面長均為1.2m、第1次實驗中斜面高為0.6m,物塊重G=

2.0N,沿斜面拉力F=1.25N,則斜面的機(jī)械效率：

有Gh.2NxO.6m

X100%=否X100%=X100%=80%

n=1.25Nxl.2mo

故答案為：【得出結(jié)論】斜面傾角e和斜面的表面材料；【拓展交流】80

2.如圖所示，在探究“斜面的機(jī)械效率”的實驗中，以下說法錯誤的是（）

A.用彈簧測力計沿斜面向上拉木塊時，應(yīng)盡量勻速

B.斜面的傾斜程度影響斜面的機(jī)械效率

C.木塊在勻上升過程中拉力和摩擦力是一對平衡力

D.斜面的傾斜程度越小，沿斜面所用的拉力越小

【答案】c

3.如圖兩個光滑的斜面甲和乙，斜面長度一致，甲的高度小于乙，不考慮其他阻力的影響,

現(xiàn)用兩個不同的力Fi和F2將相同的物體推上斜面頂端，則（）

?P乙

A.拉力FI>F2B.拉力所做的功Wi>W2

C.拉力所做的功率P1>P2D.斜面的機(jī)械效率r）i=T|2

【答案】D

題型7：組合機(jī)械

1.（2021?四川）各地的基礎(chǔ)設(shè)施項目正在熱火朝天的開工建設(shè)。如圖所示，某建筑工地上,

工人通過固定在斜面頂端的滑輪組把工件勻速拉上斜面。已知斜面高〃=6m,長L=10m,

工人施加的拉力尸=600N,工件的質(zhì)量根=250kg,工件沿斜面上升的速度v=Q5m/s；若

不計工件和滑輪組長度，忽略繩和動滑輪重量及繩與滑輪間、滑輪與輪軸間的摩擦，g取

10N/kgo求：

（1）拉力/做功的功率P;

（2）整個裝置的機(jī)械效率〃;

（3）工件所受斜面的摩擦力人

【答案】(1)900W；(2)83%；(3)300N

【解析】解：(1)由圖知承重繩子股數(shù)"=3,則拉力的速度Vj=nv=3x0.5m/s=1,5m/s

拉力尸做功的功率P=Fvt=600Nx1.5m/s=900W

(2)工人做的總功為W=Fx(n￡)=600Nx(3xl0m)=1.8xl04J

工人做的有用功為%=Gh=mgh=250kgxlON/kgx6m=1.5x104J

整個裝置的機(jī)械效率〃=注x100%=1$X1°：」x100%=83.3%

W1.8xlO4J

⑶根據(jù)%+%=%

得，克服摩擦做的額外功w,=1.8xlO4J-1.5xlO4J=3xlO3J

由叱=力可得/=^1=3x102=3()0N

L10m

答：(1)拉力/做功的功率為900W；

(2)整個裝置的機(jī)械效率為83.3%；

(3)工件所受斜面的摩擦力300N。

2.用如圖所示的裝置，在繩端用500N的拉力F將重2000N的物體，沿長5m高2m的斜面，

動滑輪重100N(不計繩子質(zhì)量及輪和軸的摩擦，不計動滑輪到重物間的繩長)，從

底端勻速拉到頂端，用時5s。求：

(1)繩子自由端移動的速度。

(2)拉力的功率。

(3)該裝置的機(jī)械效率。

(4)斜面對物體的摩擦力。

【答案】解：(1)繩端移動的距離：s'=2s=2X5m=10m；

繩子自由端移動的速度：

(2)拉力的功W^=Fs=500NX10m=5000J,

T力玄p〃總5000/

切率：P=-廣=―—=1OOOW；

(3)有用功：W有用=Gh=2000X2=4000J,

w

拉力的機(jī)械效率n=下嚴(yán)X1OO%=擺售xl00%=80%。

(4)克服動滑輪的重所做的功W動=100NX2m=200J,

斜面對物體摩擦力所做的功W=W總-W有-W動=5000J-4000J-200J=800J；

則摩擦力Ff=華L=理bm以=160No

答：(1)拉力F移動的速度為2m/s；

(2)拉力的功率是10W；

(3)該裝置的機(jī)械效率是80%。

(4)斜面對物體的摩擦力160N。

四、課后鞏固

1.如圖所示，某同學(xué)用重為10N的動滑輪勻速提升重為50N的物體，不計摩擦，則該同學(xué)

所用拉力F的可能值是()

A.20NB.25NC.30ND.35N

【答案】D

2.(2022?廣西)如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩"比力氣"的游戲。

該游戲裝置與滑輪組類似，圖乙是其示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞

幾圈后女孩捆住繩的另一輛向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，三人中被拉動者

為負(fù)，他們都使出了最大力氣，仍處于“僵持"狀態(tài)，沒能分出勝負(fù)。忽略繩與木棍之間的摩

擦，以下做法中最有可能使女孩獲勝的是()

圓木棍

圖甲圖乙

A.僅將繩在兩木棍上多繞1圈B.僅將繩在兩木棍上少繞1圈

C.僅增加繩的總長D.僅減小繩的總長

【答案】A

【解析】AB.僅將繩在兩木棍上多繞工圈，這樣承擔(dān)男孩所用木棍的繩子的段數(shù)增大，女

孩越省力，可能使女孩獲勝，同理可知，僅將繩在兩木棍上少繞1圈，不能使女孩獲勝，故

A符合題意，B不符合題意；

CD.改變繩的總長，不能改變力的大小，故CD不符合題意。

故選Ao

3.（2021?山東）現(xiàn)有史籍中最早討論滑輪的是《墨經(jīng)》。書中將向上提舉重物的力稱為"挈"，

將自由往下降落稱為"收"，將整個滑輪稱為“繩制"（圖1）?，F(xiàn)分別用甲、乙兩個力替代"收”

（圖2）,使重物在相同的時間內(nèi)勻速上升相同高度。不計繩重和摩擦，下列說法正確的是

()

圖1圖2

A.使用這個滑輪能省力

B.甲拉力大小等于乙拉力大小

C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功

D.甲拉力使繩自由端移動的速度小于乙拉力使繩自由端移動的速度

【答案】B

【解析】A.圖中滑輪的軸固定不動，屬于定滑輪，不能省力，故A錯誤;

B.不計繩重和摩擦，使用定滑輪不省力，所以兩個拉力的大小都等于物體的重力，甲拉力

大小等于乙拉力大小，故B正確；

C.使重物在相同的時間內(nèi)勻速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移動的距離相等，

由W=Ps可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C錯誤；

D.使重物在相同的時間內(nèi)勻速上升相同高度’甲乙拉力移動的距離相等‘由可知,甲

拉力使繩自由端移動的速度等于乙拉力使繩自由端移動的速度，故D錯誤。

故選Bo

4.（2022?四川宜賓）2021.7.1是慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年大會在北京天安門廣場隆重舉

行，伴隨著嚓亮的國歌聲，五星紅旗冉冉升起。這是因為旗桿頂部有一個滑輪，如圖，該滑

輪的作用是（）

心

A.增大繩子自由端移動的距離B.減小拉力

C.改變拉力的方向D.減少拉力做功

【答案】C

【解析】旗桿頂部滑輪的軸不動，是一個定滑輪，它能改變動力的方向，但不能省力、省功

以及增大繩子自由端移動的距離。故C符合題意，ABD不符合題意。

5.（2023?桐廬縣二模）如圖所示的滑輪組將重10N的物體勻速提升1m,所用時間為2s,

作用在繩子末端的拉力F為6N（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦）,下列說法中正確的是（）

A.所做的有用功為6J

B.動滑輪自重4N

C.拉力F做功的功率為5W

D.該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%

【解答】解：

A、有用功：W有用=Gh=10NXlm=10」，故A錯誤；

B、由圖可知，n=2,不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，拉力F=±（G+G動）,

則動滑輪的重力：G動=2F-G=2X6N-10N=2N,故B錯誤；

C、繩端移動的距離：s=2h=2Xlm=2m,

總功：W總=Fs=6N><2m=12J,

W邙121

拉力F做功的功率：P=—春=^=6W,故C錯誤；

W

D、滑輪組的機(jī)械效率：口=福電*100%=拐X100%p83.3%,故D正確。

故選：Do

6.（2023?蕭山區(qū)校級二模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平鋼架上，某工人站在水平地面上，

豎直向下拉動繩子自由端，5s內(nèi)使物體A勻速上升1.5m,提升過程中繩子自由端拉力F的

功率為180W。已知物體A重540N,該工人重700N。不計繩重和摩擦，下列關(guān)于該過程的

說法正確的是（）

A.繩子自由端移動的速度為0.3m/s

B.動滑輪重160N

C.該工人對地面的壓力為400N

D.繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N

【解答】解：A、由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n=2,

由$=隔和v=|可得，繩子自由端移動速度v=半="煌"=o.6m/s,故A錯誤；

BD、由P=?=?=Fv可得，繩端拉力F=（=斕黑%=300N,

1

不計繩重和摩擦，由F=[（G+G動）可得，動滑輪重力G動=群-G=2X300N-540N=

60N,故BD錯誤;

C、因為力的作用是相互的，繩子對人的拉力F拉與人對繩端拉力F相等，地面對人的支

持力F支與人對地面的壓力F壓相等，

人站在水平地面上，由平衡力知識知，6人=尸搟汗支，則F支=G人-F拉=700N-300N=

400N,

所以人對地面的壓力F壓=F支=400N,故C正確。

故選：C。

7.（2023?溫州模擬）如圖所示，用10N的力F沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的

速度在水平面上勻速運(yùn)動。彈簧測力計的示數(shù)恒為2N（不計滑輪、測力計、繩子的重

力，滑輪的轉(zhuǎn)軸光滑）。下列說法錯誤的是（）

A.物體A受到地面水平向右3N的摩擦力

B.物體A受到B的摩擦力是2N

C.滑輪移動的速度是0.1m/s

D.拉力F做功功率為4W

【解答】解：

AB、不計滑輪的摩擦和重力，以動滑輪為研究對象，則兩段繩子向右的拉力與向左的拉

力平衡，所以2Fji=F,則A物體對滑輪的拉力F拉=3=*X10N=5N；力的作用是相互

的，所以滑輪對A的拉力也為5N；

彈簧測力計的示數(shù)恒為2N,因拉滑輪時，物體B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則測力計對B向右

的拉力與A對B向左的摩擦力平衡，所以fA對B=F示=2N；力的作用是相互的，所以，

物體B對A的摩擦力為2N,方向向右，故B正確；

物體A向左勻速運(yùn)動，同時地面對物體A還有向右的摩擦力，由力的平衡條件可得：F拉

=fB對A+f地，

所以物體A受到地面的摩擦力：f地=F拉-fB對A=5N-2N=3N,方向水平向右，故A正

確；

C、因拉力F作用在動滑輪的軸上，費(fèi)力但省一半的距離，所以拉力端的移動速度（滑輪

111

移動的速度）等于物體A移動速度的5,則滑輪移動的速度v=|vA-|xo.2m/s=o.lm/s,

故C正確;

D、拉力F做功功率：P=Y=y=Fv=10NX0.1m/s=lW,故D錯誤。

故選：Do

8.工人師傅利用如圖所示的裝置勻速提升重物，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

A.增大提升速度，可以增大有用功

B.增大提升高度，可以提高機(jī)械效率

C.增大定滑輪的重力，可以增大額外功

D.增大物體的重力，可以提高機(jī)械效率

【答案】D

9.如圖所示是小剛同學(xué)在“測量滑輪組的機(jī)械效率”實驗中使用的實驗裝置和得到的數(shù)據(jù)記

錄表格，關(guān)于小剛的實驗，下列說法不正確的是（）

實驗次數(shù)123

鉤碼重G/N446

鉤碼上升高度h/m0.10.10.1

繩端拉力F/N1.81.42.4

繩端移動距離S/m0.30.50.3

機(jī)械效率月74%57%83%

甲

A.由表中數(shù)據(jù)可知，第一次實驗是使用甲圖做的實驗

B.由表中數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪的自重有關(guān)

C.由表中數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與被提升的鉤碼的重力有關(guān)

D.進(jìn)行實驗時，由于提升過程中不便于讀數(shù)，所以可以在鉤碼靜止時讀數(shù)

【答案】D

10.如圖所示，不計滑輪自重及繩子與滑輪之間的摩擦，三個彈簧測力計拉力工、FB、FC

三者的關(guān)系正確的是（）

A.4:?。盒?3:2:1B.FA:FB:FC=1:2:3

C.FA:FB:Fc=6:3:2D.七：/：兄=2:3:6

【答案】B

【解析】利用同一根繩子上力的大小是相同的，得至UFB=2FA，F(xiàn)C=3FA

11.（2023?椒江區(qū)校級二模）小明用如圖所示滑輪組拉著A、B物體一起勻速前進(jìn)，繩子自

由端運(yùn)動了0.2m,若物體B與地面的摩擦力為9N。（繩重，滑輪重，繩與滑輪摩擦不計）。

則下列說法正確的是（）

A.拉力F做功為1.8J

B.拉力F增加，地面對B的摩擦力增加

C.該滑輪組的機(jī)械效率為80%

D.A、B間的摩擦力為0N

【解答】解：A、由圖可知，n=3,繩重，滑輪重，繩與滑輪摩擦不計，拉力F為：

11

F=-f-x9N=3N,

n3

則拉力做的功為：

W.§,=Fs繩=3NX0.2m=0.6J,故A錯誤；

B、當(dāng)拉力F增加時，B對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以地面對B的摩

擦力不變，故B錯誤；

C、物體B移動的距離為:

11”0.2

s物=-s繩=X。.2m=-g-m,

有用功為:

W有=￡$物=9NX-^-m=0.6J,

則該滑輪組的機(jī)械效率為：

W

；=

T]—w061X100%=100%,故c錯誤;

D、A水平方向不受外力而做勻速直線運(yùn)動，所以A、B間的摩擦力為0N,故D正確。

故選：Do

12.（2021?吉林）圖甲是《墨經(jīng)》中記載的古代提升重物的工具一一“車梯”，圖乙是其等效

圖。利用此"車梯”勻速提升重物時，下列說法正確的是（）

A.繩端移動的距離是物體上升距離的5倍B.被提升的物重是繩子拉力的4倍

C.增大物重，所做的有用功增大D.增大物重，"車梯"的機(jī)械效率變高

【答案】D

【解析】A.由圖可知，〃=4,s=4/z,即繩端移動的距離是物體上升距離的4倍，故A錯誤；

B.由于動滑輪自身有重力及克服繩和輪間的摩擦，被提升的物重小于繩子拉力的4倍，故

B錯誤；

C.增大物重，重物提升的高度不一定，所做的有用功不一定增大，故C錯誤；

D.增大物重，在動滑輪、摩擦不變的情況下（即額外功不變的情況下），有用功在總功中

所占比例增大，所以機(jī)械效率增大，故D正確。

故選D。

13.（2023?湖南）如圖所示，物體重10N,每個滑輪重1N,在尸=2.5N的拉力作用下，物體

上升了1m,則拉力做的有用功是J,克服繩重及滑輪與繩子之間的摩擦所做的額

外功為Jo

【解析】［1］該滑輪組克服物體重力做有用功，所做有用功%=G/z=10Nxlm=10J

⑵物體上升：Lm,則從下數(shù)的第一個動滑輪也上升歷=lm,其右側(cè)繩端上升2m；從下數(shù)的

第二個動滑輪上升/i2=2m,其右側(cè)繩端上升4m；從下數(shù)的第三個動滑輪上升/?3=4m,其右

側(cè)繩端上升8m,即繩子自由端移動的距離s=8m,拉力做的總功強(qiáng)=A=2.5Nx8m=20J

克服動滑輪重力做的額外功%=G動寓+G動2飽+G動3%=lNxlm+lNx2m+lNx4m=7J

則克服繩重及滑輪與繩子之間的摩擦所做的額外功也額=皿總一%一皿動=20J-10J-7J=3J

14.如圖所示，物重G為2000N,斜面長5m,高3m,斜面和滑輪組裝置的總機(jī)械效率為80%,

若將重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上來，求：

(1)所需拉力F是多少？

(2)機(jī)械的總功率是多少？

【答案】解：(1)由題意可知斜面和滑輪組都是為了將物體的位置提高，所以有用功:

W有用=Gh=2000NX3m=6000J

總功：

%=字=嬲