滑轮、斜面及机械效率(原卷版)-2023年中考物理考点专练(知识清单＋基础＋拔高)

专题14滑轮、斜面及机械效率

定滑轮动滑轮滑轮组

中间的轴固定的滑和重物一起的滑

定义定滑轮和动滑轮的一O

轮。轮。

实质杠杆

的省力杠杆。

\\、\\\\\\\呼

〃〃〃//

夕

变形或图口

示〃〃J〃AX

点r

F,□

不省—但是—动力省—的力，但一既一又能一动力的方

特点

的方向。改变动力的方向。向。

尸移动距

离(s)和G

s=h5=2力s=nh

移动距离

S)关系

考点2斜面与轮轴

具体内容

定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面

省力机械

1

斜面

特点

如图，用户表示力，S表示斜面长，〃表示斜面高，物重为G。

理想情况下，根据功的原理，得卬=Fs=G〃，变形得

________。当/Z一定时，斜面越长越—，例如盘山公路。

实例饮料瓶瓶盖、________、螺旋千斤顶等。

由—和一组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半

定义

径较大的是轮，半径较小的是轴。

能够连续旋转的一，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相

同的一。

如皆m所示,R为轮半径，r为轴半径，吊为作用在轮上的力，巳

轮轴

为《E用在中由上的力，根据杠杆平衡条件，有________（动力x轮半

径=邛且力X轴半径）。可知：当动力作用在轮上，则轮轴为一杠

实质

杆;当动）J作用在轴上，则轮轴为一杠杆。

€

A

1

交考点3机械效率的计算

知识点具体内容说明

使用机械时，完成工作目的必须做

有用功（1）有用功总___总功，所以

的功，用W行表示。

机械效率总小于1,通常用百

种

分数％表示。

额外功

并非需要，又不得不做的功，用

功W额表不O(2)提高机械效率的方法：减

小________、减小机件间的

有用功与额外功的和，也是作用在

一、增大一。

总功机械上的动力做的功：W&=Fs=

w(,+w

机械

一Wh

有用功跟总功的比值，用公式表示为〃=谟％100%,实际中〃<1。

效率

(1)被提升的物重：物重增加，机械效率提高；(2)动滑轮重：动滑

影响机滑轮组

轮增加，机械效率减小；(3)绳重和摩擦。

械效率

(1)斜面的倾斜程度：斜面越陡，机械效率越高。

的因素斜面

(2)斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，机械效率越低。

箜实验1测量滑轮组的机械效率

1.实验器材：一盒钩码、(材料不同的)两组滑轮、铁架台、、•

2.实验方法：。

3.实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构以及摩擦有关。

(1)在滑轮组的自身结构相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越—。

(2)在提升的物体重力相同时，滑轮组自身的结构越简单，滑轮组的机械效率越—。

4.问题探究：

(1)实验中，应怎样拉动弹簧测力计*为什么要这样做？

(2)如何探究滑轮组的机械效率与物重的关系？

（3）如何探究滑轮组的机械效率与滑轮组的自身结构的关系？

（4）实验结束后，如何计算总功、有用功、额外功？

①卬总=（/是绳端的拉力，s是绳端通过的距离）；

②卬有=________（G是提升钩码的重力，h是钩码被提升的高度）；

③W额=________________o

基础检测（限时30min）

一、单选题

1.如图所示，分别用力F/、危、B匀速提起物体A,若不计摩擦，关于三个力的大小关

系，下列选项中正确的是（）

A.F]<F2<F3B.F1>F2>F3C.F?>F产F3D.F1=F2=F3

2.盘山公路是在高山上修建的公路，弯弯曲曲，如图所示。要研究汽车在它上面运动时的

做功和受力情况，物理学中把它抽象为一种模型，此模型是（）

A.杠杆B.斜面C.定滑轮D.动滑轮

3.以下是同学们对机械效率的一些理解，其中正确的是（）

A.越省力的机械，其机械效率一定越高

B.机械效率越高，机械做功一定越快

C.功率越大的机械做功一定越多

D.做有用功越多的机械，机械效率不一定越高

4.如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端

分别施加B和a的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳

重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（）

甲乙

A.拉力F/小于拉力厂2

B.甲绳子自由端移动速度小于乙绳的

C.甲、乙两滑轮组均属于费力的机械

D.甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等

二、填空题

5.在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在

拉起吊桥过程中，滑轮C属于（选填"定"或"动"）滑轮，吊桥可看作支点为

（选填或"C"）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直

向上匀速运动，利用该滑轮能省（选填"力"或"功"）o若滑轮重10N,不计绳重

6.如图是放在桌面上的一种吸盘式水果削皮器。手摇的部位相当于一种简单的机械

（选填"斜面"或"轮轴"）:削皮刀片做得很锋利是为了压强。

7.如图所示，工人沿斜面用30N的推力把一箱重为60N的货物从斜面底端缓慢匀速推进

车厢，斜面高1.2m,机械效率为60%,则此斜面的长度为m。

8.在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿

着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及

滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力N,该装置的机械效率为,若增加物体A

的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将（选填"增大"、"减小"或"不

变。

三、实验题

9.如图是小海同学"研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持

测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示

钩码重钩码升高高度测力计示数测力计移动距离

G/Nh/mF/NS/m

甲0.980.20.980.2

乙0.980.21.020.2

丙0.980.20.550.4

请你分析：

（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是

（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是

（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮

10.小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系，实验时控

制木块与斜面的粗糙程度都相同，部分实验数据如下表：

实验斜面倾木块重机械

斜面高度沿斜面拉力斜面长有用功总功

、，心h/mF/Ns/m

次数角G/NW//J效率〃

130°1.00.50.71.00.50.771.4%

230°2.00.51.41.0①

1.01.4

330°3.00.52.11.01.52.171.4%

（1）表中空格①的值是;

（2）小明分析实验数据得出的初步结论是：在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时,

斜面机械效率与木块重力大小无关。对此，你对小明有何建议？

（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是（写一条即

可）。

四、计算题

11.工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及

绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉力为

300N,求：

（1）动滑轮的重力；

（2）钢绳自由端移动的距离；

（3）当所运送建材的重为1100N时，工人作用在绳子上的拉力。

12.水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块

由底端匀速拉到顶端，如图乙所示。已知平行于斜面的拉力厂为180N,物体移动的距离为

5m,升高2m,用时5s。g取10N/kg。求：

（1）物块对水平地面的压强；

（2）拉力的功率；

（3）斜面的机械效率。

五、综合题

13.小芳探索人体内的杠杆，发现脖子里有一根杠杆，将脑袋往后仰时，颈关节相当于杠

杆的支点，如图是她画的简化图，帮助人把脑袋往后仰的输出力、脖子后面的肌肉提供的

输入力如图所示。

图i检人力

⑴请在如图中画出输入力的力臂；（）

（2）小明认为：杠杆在小芳画的输入力和输出力的作用下，该杠杆不能平衡。若要平衡，输

出力必须如图所示那样换为杠杆受到的阻力。你觉得（选填"小芳"或"小明"）的

杠杆在如图所示两个力作用下能平衡；

⑶在上述正确的杠杆平衡图中，根据公式,可判断输入力输出力（选填

"大于"、"等于"或"小于。

拔高检测（限时30min）

一、单选题

1.甲装置中，空吊篮A重25N,B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为

100N。小壮将A提升到高处，施加拉力尸随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化

关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（）

甲乙丙

A.动滑轮所受的重力为15N

B.在1~2s内克服滑轮重做的额外功为30J

C.此装置最多能匀速运载160N重的货物

D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%

2.如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面

高为/?,斜面长为s,且5=3/7,物体所受重力为G,斜面的机械效率为50%,若物体受到

的拉力和摩擦力分别用尸和f表示，则（）

G2G厂2G,2G丝产尸色

A.F=B.F=——f=——C.F=9D,F=5

V333326

3.如图所示是使用不同机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中

所需动力尸最大的是（）

4.如图所示，斜面长10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,将一个质量为50kg的货

物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中摩擦力做功500J,下列说法正确的是（)

A.机械效率为75%B.尸3=00N

C.摩擦力为50ND.推力做的总功为3000J

二、填空题

5.如图中所小，框内是由〃个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为

27kg的物体所用的拉力为100N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和

摩擦，则滑轮组中动滑轮重N,拉力的功率为W,该滑轮组的机械效率为

6.斜面是一种简单机械，它在生活中的应用非常广泛。如图所示，将一箱重为600N的货

物从2.4m长的固定斜面匀速拉到高为1.2m的货车上，所用拉力尸=400N,则该物体受到

斜面的摩擦力是N。

7.建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N,不计绳重和摩

擦，当绳子自由端的拉力尸=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力厂做功

J，滑轮组的机械效率为:若将该滑轮组的机械效率提高5%,需要用此滑

轮组提升N的重物。

8.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在lmin内将货匀速

提高6m,作用在钢绳的力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机

械中摩擦和绳重均不计）作用在钢绳上的拉力的功率为W,动滑轮的重力为

N,提起货物的最大重力为N。

三、实验题

9.同学们为了探究“使用动滑轮的省、费力情况"，装置如图甲所示。实验过程中，晓彤多

次改变所挂钩码的个数，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将所

测得数据填写在表格中：

甲乙丙

实验次数12345678

所挂钩码重G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0

弹簧测力计示数

0.81.0131.51.82.02.32.5

F/N

动滑轮重Go/N1.0

（1）晓彤使用动滑轮提升钩码的过程中的注意事项是;

（2）用同一动滑轮匀速提升同一重物，若采用如图乙、丙所示的两种提升方法，则

FiF2;（选填">"、"<"或"="）

（3）分析实验数据，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，可以得出弹簧测力计的示数

F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G。的关系式为；

（4）在分析数据时，晓彤画出了G。、G、F与实验次数的图像，请你根据图像写出晓彤探

究的结论。（）

10.疯狂物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，装置如图19

所示。

实验次数物理量123

钩码重G/N446

钩码上升高度

0.10.10.1

h/m

绳端拉力F/N1.81.62.4

绳端移动距离

0.30.4

s/m

机械效率〃74.1%62.5%

G动/N

甲乙丙丁

（1）实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计，使钩码上升；

（2）小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应

为：绳端移动距离s=m,机械效率〃=%；

（3）如采用图丙装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如

图丁的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率

（选填"越高"、"不变"或"越低"）；分析图像中的A点可知，被提升物体所受

的重力为N（忽略绳重和摩擦）。

（4）若每个滑轮的质量为100g,则第二次实验中克服摩擦做的额外功为J。

（不计绳重）

（5）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率变

小，试着分析原因O

（6）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益M4,用于

比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦。则下列

描述滑轮组的机械效率〃与机械效益AM、机械效益AM与物体重力G的关系图线中，可

能正确的是..

（7）某同学在实验中损坏了弹簧测力计，无法测量钩码重力为8N时的机械效率，他认为

可以利用现有的实验数据计算出动滑轮的重力，再利用井=「-就