2023年中考物理（人教版）一轮复习课件：第16课时　滑轮、斜面及机械效率 (含答案)

第16课时滑轮、斜面及机械效率考点一滑轮项目定滑轮动滑轮滑轮组示意图实质

杠杆,l1=l2

动力臂是阻力臂

倍的

杠杆,l1=2l2

等臂二省力(续表)F1=F2s=2hs=nh力的方向省力省力力的方向【点拨】滑轮组绕线作图方法:(1)画最省力的绕法:使与动滑轮相连的绳子段数最多,起点在动滑轮。(2)已知n时的绕法:按照“奇动偶定”的原则,“从内到外”的顺序依次绕线。名称斜面轮轴示意图定义斜面是一种可以

的简单机械,但必须多移动

由轮和轴组成,能绕固定轴转动的简单机械其他简单机械考点二省力距离(续表)省力功的分类考点三三种功概念计算方法有用功

无论是否使用机械都必须做的功,用W有表示W有=G物h,W有=fs物

额外功

我们不需要但又不得不做的功(主要指克服机械自重和摩擦所做的功),用W额表示W额=G动h(忽略摩擦和绳重),W额=W总-W有

总功有用功和额外功

,用W总表示

W总=

,

W总=Fs,W总=Pt之和W有+W额定义

有用功跟总功的

,用符号

表示

公式

说明

机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总

总功,故机械效率总

意义

机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量,但机械效率的高低与使用机械是省力还是费力

提高方法

增大物重;减轻机械自重;减小摩擦(斜面还可以增大倾角)机械效率考点四比值η

小于小于1无关基础配练1：如图16-1所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,若不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是

m,绳端的拉力F是

N。其中定滑轮的作用是

。

图16-116改变力的方向基础配练2：斜面是一种简单机械,生活中经常用到它,工人师傅小波和小新分别用如图16-2所示的甲、乙两种方法,将同样的物体搬上车,下列说法正确的是(

)A.甲不能省力,但能省距离B.甲能省力,也能省距离C.乙能省力,也能省距离D.乙能省力,不能省距离图16-2D基础配练3：如图16-3所示,用200N的拉力F把重300N的物体匀速提升了2m,此过程中拉力F所做的功为

J,该动滑轮的机械效率为

。

图16-380075%基础配练4：在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处(如图16-4所示),沿斜面向上的拉力为1.8N,在斜面上移动的距离s=1.2m,上升的高度h=0.3m。若把重物直接提升h所做的有用功为

J,这个斜面的机械效率是

。

图16-41.3562.5%重难一定滑轮、动滑轮、滑轮组的相关计算例1如图16-5所示,用三个相同的滑轮提起相同的重物时,所需拉力分别为F1、F2和F3,不计绳重和摩擦,若滑轮和物体重分别为2N和10N,匀速提升重物G时,拉力F1=

N,F2=

N,F3=

N。图16-5

62210例2如图16-6所示,两个物体的重力分别是G1和G2,当滑轮平衡时,G1∶G2为(忽略绳重、滑轮重及摩擦) (

)A.1∶1 B.2∶1C.1∶3 D.1∶2图16-6B例3如图16-7所示,物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下以2m/s的速度匀速运动,此时弹簧测力计B的示数为8N,如果动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力和滑轮的摩擦均不计,那么物体A与水平面的摩擦力以及拉力F的功率分别为(

)A.8N

16W B.16N

32WC.8N

32W D.16N

64W图16-7B例4如图16-8所示,某人通过滑轮组提升物体,已知物体在10s内上升了5m,物体所受的重力为720N,绳端的拉力F=300N,忽略摩擦和绳重,则:(1)绳子移动的距离是

m。

(2)绳子移动的速度是

m/s。

(3)动滑轮所受重力是

N。

(4)拉力的功率是

W。

重难二机械效率的计算图16-8151.5180450例4如图16-8所示,某人通过滑轮组提升物体,已知物体在10s内上升了5m,物体所受的重力为720N,绳端的拉力F=300N,忽略摩擦和绳重,则:(5)拉力做的有用功是

J。

(6)滑轮组的机械效率是

。

(7)若绳子能承受的最大拉力为500N,则此滑轮组能提升的最大物重是

N。

(8)若绳端的拉力为200N,物体与水平面的接触面积为0.1m2,则该物体对水平面的压强是

Pa。

图16-8360080%13203000例5建筑工人用如图16-9所示的滑轮组,在4s内使重为1500N的物体A沿水平方向匀速移动了2m,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。关于此过程,下列说法正确的是 (

)A.绳子自由端沿水平方向移动了6mB.物体受到的拉力为750NC.拉力F的功率为750WD.滑轮组的机械效率为80%图16-9D例6在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设计了如图16-10所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内将重为450N的材料匀速提升了10m。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)(1)求拉力的功率。(2)求该提升过程中此滑轮组的机械效率。(3)若绳子能承受的最大拉力为400N,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少?图16-10例6在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设计了如图16-10所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内将重为450N的材料匀速提升了10m。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)(2)求该提升过程中此滑轮组的机械效率。图16-10例6在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设计了如图16-10所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内将重为450N的材料匀速提升了10m。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)(3)若绳子能承受的最大拉力为400N,此滑轮组的机械效率最大可提高到多少?图16-10例7一质量为60kg的人用如图16-11所示的装置使重500N的物体A沿水平方向在1s内匀速运动了10cm,已知运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍,动滑轮重50N,在此过程中不计绳重和滑轮间的摩擦,g取10N/kg。求:(1)绳子自由端移动的速度。(2)人对地面的压力。(3)此滑轮组的机械效率。图16-11例7一质量为60kg的人用如图16-11所示的装置使重500N的物体A沿水平方向在1s内匀速运动了10cm,已知运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍,动滑轮重50N,在此过程中不计绳重和滑轮间的摩擦,g取10N/kg。求:(2)人对地面的压力。图16-11例7一质量为60kg的人用如图16-11所示的装置使重500N的物体A沿水平方向在1s内匀速运动了10cm,已知运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍,动滑轮重50N,在此过程中不计绳重和滑轮间的摩擦,g取10N/kg。求:(3)此滑轮组的机械效率。图16-11例8如图16-12所示,将一个质量为0.5kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到高处所用的时间为5s,沿斜面移动的距离s为1m,上升的高度h为0.4m,斜面的机械效率为80%。求:(g取10N/kg)(1)拉力所做的有用功。(2)拉力做功的功率。(3)物体在斜面上运动时受到的摩擦力。图16-12解:(1)拉力所做的有用功W有=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×0.4m=2J。例8如图16-12所示,将一个质量为0.5kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到高处所用的时间为5s,沿斜面移动的距离s为1m,上升的高度h为0.4m,斜面的机械效率为80%。求:(g取10N/kg)(2)拉力做功的功率。图16-12例8如图16-12所示,将一个质量为0.5kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到高处所用的时间为5s,沿斜面移动的距离s为1m,上升的高度h为0.4m,斜面的机械效率为80%。求:(g取10N/kg)(3)物体在斜面上运动时受到的摩擦力。图16-12例9如图16-13所示,不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G,用它们分别将重力相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。则下列关系正确的是 (

)A.F甲<F乙 B.F甲=F乙C.η甲>η乙

D.η甲=η乙重难三机械效率的大小比较图16-13C例10[2022·自贡]将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成如图16-14所示的甲、乙两滑轮组。使用甲、乙两滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体升高相同的高度。绳子自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是 (

)A.拉力F1一定大于F2B.乙滑轮组的机械效率较高C.甲、乙滑轮组的有用功相同D.甲滑轮组的额外功与有用功的比值较小图16-14D测量滑轮组的机械效率突破图16-15【实验器材】滑轮、铁架台、钩码、弹簧测力计、细绳、刻度尺。☆实验主要器材的作用:1.用弹簧测力计测出被提升物体的重力G和绳子自由端的拉力F,弹簧测力计测绳子自由端拉力的时候要沿着

方向

拉动绳子,此时拉力等于弹簧测力计的示数。

2.刻度尺测出

和绳子自由端移动的距离s。

竖直匀速被提升物体上升的高度h【实验方法】控制变量法。3.探究滑轮组机械效率与所提升重物的重力的关系:控制同一滑轮组提升钩码的高度相同,改变滑轮组所提升钩码所受的

。

4.探究滑轮组机械效率与动滑轮所受重力的关系:控制滑轮组所提升钩码的重力和被提升的高度相同,改变

。

5.探究滑轮组机械效率与重物被提升的高度的关系:控制同一滑轮组所提升钩码的重力相同,改变提升钩码的高度。重力动滑轮所受的重力【实验结论】6.同一滑轮组,提升的物体越

,机械效率越高。

7.不同滑轮组提升同一重物,动滑轮越轻(个数少或质量小),机械效率越

。

8.滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度、绳子的段数及省费力情况均

关。

9.提高滑轮组机械效率的方法:①

;②

;③

等。

重高无增加被提升物体所受的重力减小动滑轮所受的重力减小绳重和摩擦【交流与反思】10.在弹簧测力计静止时读数的错误原因:没有考虑_________

对滑轮组机械效率的影响。

11.可以省略的工具是

,省略后用

计算,反而能够提高精准度。

12.增大物重时额外功同时变大的原因:增加物重时滑轮与轴之间的摩擦力增大,克服摩擦力做的额外功增加。13.机械效率总是小于1的原因:

。摩擦力刻度尺任何机械都不可避免地要做额外功例[2022·遂宁]涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢?为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图16-16所示(每个滑轮质量均相同),实验数据记录如下表所示。图16-16实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%(1)实验中应沿竖直方向

拉动弹簧测力计。