2024辽宁中考物理二轮重点专题研究 第11讲 滑轮 机械效率（课件）

滑轮机械效率第11讲辽宁近年真题精选1知识精讲2考点清单重难点突破实验测量滑轮组的机械效率实验突破—科学探究素养提升3辽宁近年真题精选命题点1滑轮、滑轮组的相关计算(辽宁2020.5，沈阳7考，抚本辽葫6考，铁岭5考)

1.(2020辽宁5题2分)工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆．如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图．路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F为1000N．下列说法正确的是(

)A.路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆B.路灯杆离地后，受到的拉力小于2400NC.路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000JD.路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%D2.(2021抚顺本溪辽阳8题2分)用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是(

)A.滑轮组的机械效率为80%B.动滑轮重为5NC.拉力的功率为2WD.10s内物体的重力做功为35JA3.(2020本溪铁岭辽阳8题2分)小鹏家购买了一箱重960N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m，用时3min，若滑轮组的机械效率为80%(不计箱子重、绳重和摩擦)．小鹏计算的下列物理量正确的是(

)A.绳子自由端移动的速度为0.05m/sB.做的有用功为8640JC.拉力为240ND.拉力的功率为48WB4.(2021铁岭葫芦岛6题2分)国家为了改善居民的居住条件，对老旧小区进行改造．建筑工人用如图装置将建材匀速运送到楼顶，已知建材重力为4500N，将建材提升15m用时1min，绳端的拉力F为2000N．(忽略绳重)下列计算结果正确的是(

)A.绳端拉力的功率为1125WB.绳端移动的速度为0.25m/sC.该装置的机械效率为75%D.该装置所做的有用功为3×104JC5.(2023葫芦岛9题3分)(多选)如图所示，某人将物体沿水平方向匀速拉动了5m，所用时间为10s．物体和地面之间的摩擦力为320N，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是(

)A.A、B、C处绳子受力的大小关系是FB>FC>FAB.绳子A处向上的速度为1m/sC.动滑轮重为80ND.拉力F做功的功率为160WBC6.(2021沈阳15题2分)小丽利用如图所示的滑轮组，将重为125N的物体匀速提起，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F＝50N．在10s内绳子自由移动的距离为6m．则物体上升的速度为________m/s；拉力F的功率为______W.0.2

307.(2023沈阳18题9分)如图所示，电动起重机是通过电动机拉动绳子b带动滑轮组工作的装置(滑轮组的连接方式未画出)．质量为360kg的货箱放在水平地面上，与地面的接触面积是0.25m2.求：(1)当绳子a对货箱的拉力Fa为600N时，货箱未离开地面，此时货箱对地面的压强是多大？(g取10N/kg)(2)在匀速拉起货箱的过程中，电动机把绳子b匀速收起了12m，绳子b的拉力Fb做了2.4×104J的功，拉力Fb是多大？(3)在上述匀速拉起货箱的过程中，使用滑轮组所做的额外功是9.6×103J，滑轮组的机械效率是多大？解：(1)货箱的重力G＝mg＝360kg×10N/kg＝3600N货箱对地面的压力F＝G－Fa＝3600N－600N＝3000N地面受到的压强

(2)根据W＝Fs可得，(3)有用功W有＝W总－W额＝2.4×104J－9.6×103J＝1.44×104J机械效率8.(2022沈阳19题9分)为了改善老旧住宅楼的保温效果，沈阳开展了“暖房子工程”，如图为施工现场使用的提升装置．已知被提升的建筑材料的质量为200kg，动滑轮重力为500N，拉力F在10s内将重物匀速提升了10m，不计绳重及摩擦．(g取10N/kg)求：(1)提升装置所做的有用功；(2)拉力F的功率；(3)该装置的机械效率．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绳子端移动的距离s＝nh＝2×10m＝20m总功W总＝Fs＝1250N×20m＝2.5×104J拉力的功率(3)机械效率9.(2020沈阳18题9分)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材．质量为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匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示．石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计．(g取10N/kg)求：(1)石材受到的阻力；(2)在石材移动40s过程中，工人做的有用功；(3)在石材移动40s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力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)由乙图知，当t＝10s时，石材移动的距离s＝1.0m石材匀速运动的速度石材在t1＝40s移动的距离s1＝vt1＝0.1m/s×40s＝4m由题意知，石材在水平面上做匀速直线运动，水平方向上受力平衡，则有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，绳子段数n＝3，s绳＝3s1＝3×4m＝12m由W＝Fs，得其他地市真题展示10.(2021营口20题3分)如图所示，物体A重150N，物体B重15N，此时物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动(不计绳重、滑轮重、绳轮及轮轴间的摩擦)，物体B匀速下降的速度是_____m/s，物体A与水平桌面间的摩擦力是_____N，10s内物体A克服摩擦力做功______J.0.43060其他地市真题展示命题点2测量滑轮组的机械效率11.(2023盘锦31题8分)在“探究滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

4410.1

0.550.0(1)根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法．实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

4410.1

0.550.0(2)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量_______匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为______N，第3次实验时滑轮组的机械效率为________．竖直1.666.7%实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

4410.1

0.550.0(3)由表中第________组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关．1、2、3实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N动力作用点移动的距离s/m滑轮组的机械效率η(%)110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.3

4410.1

0.550.0(4)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和_______________有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功_____J.动滑轮的0.15重力命题点3斜面机械相关计算(铁岭2023.8)

12.(2023铁岭8题2分)如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N木箱10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端．下列说法正确的是(

)A.拉力F做功的功率是16WB.克服木箱重力做功是900JC.斜面的机械效率是62.5%D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变C13.(2022鞍山31题6分)斜面是在生活和生产中常见的简单机械，也是物理实验中常用的实验器材．(1)使用斜面提升物体可以省力．如图甲，将重力为5N的木块放在长1m、高0.2m的斜面上，沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计，记下测力计的示数为1.6N，则该斜面的机械效率η＝______%，木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为______N．继续探究，可以得出斜面越陡，省力越_____(选填“多”或“少”)，机械效率越_____(选填“高”或“低”)．命题点4探究影响机械效率的因素其他地市真题展示62.50.6少高(2)用斜面“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，如图乙，使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下，撞击水平面上的小木块，通过观察____________________比较小球动能的大小，可以探究物体的动能跟_______这一因素的关系．小木块移动的距离速度简单机械滑轮杠杆定义五要素平衡条件：F1L1=F2L2杠杆分类定滑轮动滑轮滑轮组定义计算公式有用功、总功、机械效率等臂杠杆特点省力杠杆特点机械效率其他简单机械特点轮轴的实质斜面的特点知识精讲考点清单【版本导航】人教：八下第十二章P81～P88

北师：八下第九章P99～P104，P111～P119类型图示特点F移动的距离(s)和物体G移动距离(h)的关系F和G物的关系(忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦)F和G物关系(忽略绳重及摩擦)应用定滑轮_____力的方向，但不省力s＝___F1＝____F1＝____旗杆顶部的定滑轮等改变一、滑轮hG物G物类型图示特点F移动的距离(s)和物体G移动距离(h)的关系F和G物的关系(忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦)F和G物关系(忽略绳重及摩擦)应用动滑轮省力，但________力的方向s＝___F2＝_____F2＝_______电动起重机的动滑轮等不改变2h类型图示特点F移动的距离(s)和物体G移动距离(h)的关系F和G物的关系(忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦)F和G物关系(忽略绳重及摩擦)应用滑轮组既能省力，又能改变力的方向(绳子段数n＝3)s＝___F3＝_____F3＝______使用滑轮组提升重物等3h二、其他简单机械1、轮轴的实质：一个可以连续旋转的______．应用：辘轳、门把手、汽车方向盘、扳手等．2、斜面的特点：____力但费距离；高度相同时，斜面越长，越____力．应用：盘山公路、螺丝钉等．杠杆省省2、计算公式：_____________W有表示有用功，指无论是否使用机械都___________的功．W额表示额外功，指使用机械时，并非我们需要又不得不做的功．W总表示总功，为________与________之和．η表示机械效率．三、机械效率1、定义：_______跟_______的比值叫做机械效率，用符号______表示．有用功总功η必须要做有用功额外功注：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功，所以机械效率总是小于1.3、影响滑轮组机械效率的因素：动滑轮重、物重、绳重和摩擦．4、提高滑轮组机械效率的方法：增大_____，减小_________、绳重和摩擦．小于物重动滑轮重装置图

有用功物体G上升高度为h，W有用＝_____克服摩擦力所做的功W有用＝______物体G上升高度为h，W有用＝______总功拉力F移动s，s＝s物，W总＝Fs(s＝h)拉力F移动s，W总＝______，s＝nh(n为绳子承担物重的段数)拉力F移动s，W总＝Fs＝Fns物拉力F移动s，W总＝FsGhfs物GhFs装置图

机械效率注意：若不考虑机械之间的摩擦、绳重和空气阻力，滑轮组的机械效率也可以用来计算．概念辨析判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”．(1)使用机械时，有用功一定小于总功(

)(2)同一滑轮组的机械效率一定是不变的(

)(3)功率大的机械，机械效率不一定高，机械效率高的机械，功率不一定大(

)(4)减小额外功就能提高机械效率(

)(5)增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变(

)(6)增大重物提升的高度，可以提高滑轮组的机械效率(

)√×√×××重难点突破机械效率的理解和相关计算例1

(2023锦州改编)如图所示，某实验小组的同学用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码匀速提升相同的高度，每个钩码的质量是100g，所做的有用功分别为W甲和W乙，机械效率分别为η甲和η乙，则：(1)W甲______W乙，η甲______η乙(均选填“＞”“＝”或“＜”)．(2)增大绳端移动的速度，滑轮组机械效率将会______(选填“变大”“变小”或“不变”)．(不计绳重和摩擦)<<不变例2如图甲所示，一物体所受重力G＝720N，通过滑轮组将该物体在10s内从地面开始提高2m，人对绳子的拉力F＝300N，忽略绳重及摩擦．则：(1)绳子自由端移动的距离为_____m，速度为_____m/s.(2)动滑轮重为______N.(3)拉力F所做的有用功为________J，总功为________J，拉力F的功率为______W.(4)(核心考法)滑轮组提升重物的机械效率为______．一题多设问60.61801440180018080%(5)若提升重为800N的物体，则滑轮组的机械效率将________；若换用更轻的动滑轮，滑轮组的机械效率将________．(均选填“增大”“减小”或“不变”)(6)若绳子拉力端能承受的最大拉力为500N，则此滑轮组能提升的最大物重为_______N.(7)若重物的底面积为0.5m2，当绳端的拉力为200N时，重物对地面的压力为______N，压强为______Pa.增大增大1320300600(8)若将滑轮组的绕线改成如图乙所示的情形，将同一物体在相同时间内提高相同的高度，则甲、乙的拉力之比是______，有用功之比是______，机械效率之比是______．2∶31∶11∶1例3

(2021通辽改编)如图所示，重为800N的物体在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匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，绳子自由端移动的距离为______m，物体与地面的滑动摩擦力大小为______N，额外功的功率是______W.618012例4

(2021泰州改编)如图，小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为1.25N，小车沿斜面移动的距离s＝1.6m，上升的高度h＝0.6m．则小明对小车做的有用功是______J，小车受到的摩擦力为________N，斜面的机械效率是_______．1.80.12590%实验突破—科学探究素养提升实验测量滑轮组的机械效率1.实验原理：2.实验装置图示法过实验3.操作步骤(1)用刻度尺测出_____________和绳子拉力作用点移动的距离；(2)用_____________测出被提升物体重力G和绳子自由端的拉力F4.注意事项(1)实验中应沿竖直方向____________拉动弹簧测力计，根据__________可知拉力大小等于弹簧测力计示数(2)弹簧测力计静止时的读数不准确的原因(忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响，测出的数据误差较大)被提升物体弹簧测力计匀速直线二力平衡例某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．一题多设问实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%设计与进行实验(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的测量器材是________．(2)实验过程中应该沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计．刻度尺匀速(3)实验中收集到的数据如下表所示，请将表中的两个数据填写完整，分析表中数据可知第4次实验是用______(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验．丁实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%70%0.8(4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与滑轮组的连接方式_______(选填“有关”或“无关”)．(5)通过比较______两次实验数据可得出结论：用同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越_____．无关2、3大实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%70%0.8(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_________________________________________________．

不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越小(7)第3次实验中滑轮组所做的额外功为______J．根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功______(选填“变小”“变大”或“不变”)，原因是____________．0.26变大摩擦力变大实验次数钩码重/N钩码上升的高度/m绳端的拉力/N绳端移动的距离/m机械效率η140.22.70.474%240.21.80.6_____380.23.10.686%480.22.5_____80%70%0.8交流与反思(8)某同学认为实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数．你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响．不正确摩擦力(9)小明同学分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与物重的关系．请你对小明同学的观点进行评估：___________________________________________________________________________________________.明的分析是错误的；由于2、4实验的