2025年中考物理专项复习：滑轮的受力分析、机械效率（原卷版）

专题12滑轮的受力分析机械效率

知识点一、滑轮的受力分析(不计绳重和轮与轴之间的摩擦)

知识点二、有用功、额外功、总功的定义

(1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用W有用表示。

⑵额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用w额外表示。

总表示有用额外

⑶总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用w，W,a=W+W

(4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。

知识点三、机械效率

定义公式

有用

提升重物过程中必须要做的功W有

功

额外利用机械时，人们不得不额外做的功W额

功

总功有用功和额外功之和W总=w^+w额

机械

W右

科学上把有用功跟总功的比值T）=-SxlOO%

效率W总

知识四、常考机械的有用功、总功、机械效率计算

简单机械有用功总功额外功机械效率

杠杆

W一八

有Gh

W有用=GhW『Fsw额=亚总_w有用"二矿=而

总

滑轮组

W总=Fs

_W有_Gh_Gh_G

亚额=亚总-W有用

“WjFsFnhFn

W,『Gh+G动h总

W有用=GhW额=6动卜（不计

W

（不计绳重和有GhG

\1n=-----=--------------=-----------

绳重和摩擦）W-Gh+GfhG+Gf

1摩擦）总动动

Wz^=FlM^=W总-W有用W有Gh

余斗面

［百豆

有用额=

BW=GhWzgi—Gh+flw8

工

Gh

（f为摩擦力）（f为摩擦力）n—Gh+fl

信除中暑

ZH1J1ZHONGKAO

1.（2023•常德）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳

重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（）

AFZ.

乙

A.F甲=200N,并向上移动4m

B.F甲=100N,并向上移动2m

C.F乙=200N,并向上移动Im

D.F乙=400N,并向上移动Im

2.（2023•达州）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面

底端匀速推上顶端，已知斜面长5m,高2m,物体重1000N,沿斜面向上的推力为500N,则下

A.物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0

B.推力所做的功是2500J

C.斜面的机械效率为80%

D.物体受到斜面的摩擦力为100N

3.（2023•河南）如图所示，在200N的拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升,

在20s内货物竖直上升了2m。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（）

A.滑轮组做的有用功为400J

B.拉力F做功的功率为30W

C.滑轮组的机械效率为75%

D.此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大

4.（2023•宁夏）某校组织学生参观军事博物馆，学生发现潜水艇的形状如图甲所示，头部粗，尾

部细，由此提出疑问：若潜水艇头部细，尾部粗，所受液体阻力是否不同。该同学选取完全相

同的模型A和B,按照图乙组装并进行探究，所挂重物的质量均为0.5kg。（g=10N/kg）

（1）图乙中两个滑轮为（选填“定滑轮”或“动滑轮”），作用是

;模型所受拉力是N(忽略绳重和摩擦)。

(2)探究过程如图丙所示，to时刻重物开始下落，ti时刻发现模型B运动较快，说明模型B在

运动过程中，所受液体阻力较o

(3)实验中液体阻力大小是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫做

好寸刻丙h时刻

甲

5.(2023•益阳)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘粘，通常用于从井中提水。

如图所示是古代民间的提水设施辘粉，由辘船头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时

井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,在这一过程中，人做的总功为5

00J„g取10N/kg。求此次取水的过程中:

(1)人做的有用功为多少？

(2)辘粉的机械效率多大？

(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？

6.（2023•广元）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过

程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2,

工人对地面的压强为2.0XI（）4pa；此工人的质量为70kg,两个动滑轮的质量共为10kg,绳重、

绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）工人的手对绳的拉力大小；

（2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；

（3）滑轮组在此次工作中的机械效率。

7.（2023•荆州）以荆歌'铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育

中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀

速推到h=lm高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：

（1）推力做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此

时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5,共用时20s,工人推力做功的功率。

8.（2023•江西）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力

多了。某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg,斜面长3m,斜面

高1.2m,g=10N/kgo求：

（1）箱子受到的重力；

（2）箱子受到的摩擦力；

（3）斜面的机械效率；

（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。

利用斜面搬运徒手搬运

（2024•新城区校级一模）小伍家在修建房屋时，用如图所示的滑轮组将重为700N的建筑材料,

4s内匀速提升了2m,所做的额外功是300J。下列说法中正确的是（）

A.若让物体以更大的速度匀速上升，绳端拉力变大

B.改变绕绳方式可以增大滑轮组的机械效率

C.动滑轮所受的重力为150N

D.拉力F的功率是425W

2.（2024•福建模拟）如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货

物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的01倍，滑轮组的机械效率为75%。若人以0.

6m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库。人拉货物的过程中，分析正确的是（）

A.货物移动距离为20m

B.工人的拉力为400N

C.工人做的有用功为3.6X10勺

D.工人拉力的功率为360W

3.（2023•灯塔市一模）小开用如图所示的滑轮组提升重为400N的重物，物体在5s内匀速上升

了2m,该滑轮组的机械效率为80%,在不计绳重与摩擦的情况下，下列说法中正确的是（）

A.该动滑轮的重力为80N

B.5s内拉力一共做功800J

C.小开对绳子的拉力大小为250N

D.小开对绳子的拉力做功的功率为160W

4.（2023•新吴区二模）用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,卷

扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W

随时间t的变化图像如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

而"〃〃〃〃〃〃〃/

卷扬机

乡M

甲乙

A.拉力F为350N

B.动滑轮重为50N

C.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

5.（2024•雁塔区校级一模）如图为某台起重机上的滑轮组简化装置，虚线框内是由两个相同的滑

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,不计绳重和摩

擦，g取10N/kg,则下列说法正确的是（）

A.滑轮组中承担物体和动滑轮总重力的绳子股数是2股

B.该滑轮组的机械效率为60%

C.该滑轮组中动滑轮重30N

D.若绳端移动速度为则动滑轮上升速度为0.3m/s

6.（2023•锡山区一模）如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在

相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若GI=G2,所用竖直向上的拉力分别为FI和F2,拉

力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为巾和92（忽略绳重和摩擦），则下列选

项正确的是（）

A.F1>F2T11<T]2P1<P2

B.Fl>F2Tli=T12Pl=P2

C.F1<F2TI1<T12P1<P2

D.F1<F2T|1>T]2P1>P2

7.（2023•福田区模拟）如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,卷扬

机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W随

时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（

,////////////////

F

卷扬机

威

7

1M

甲乙

A.动滑轮重为40N

B.绳子自由端移动的速度为0.5m/s

C.拉力做功功率为300W

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

8.（2023•雨城区校级模拟）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行

于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长

L=6m,斜面高h=1.5m,斜面的机械效率T|=60%。下列叙述中正确的是（）

A.小孙推动货物所用推力大小为150N

B.若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大

C.货物受到斜面的摩擦力大小为250N

D.若h不变、减小L,则斜面的机械效率将升高

9.（2023•六安模拟）如图所示，重为G的物体在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做匀

速直线运动。已知斜面的长为s、高为h,物体从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，斜面对物

体的摩擦力大小为f,关于该过程，下列判断正确的是（）

A.拉力做的有用功为fs

B.拉力做的总功为Gh

C.斜面对物体的摩擦力大小为f=F-苧

D.斜面的机械效率为7

fs

10.（2023•零陵区校级模拟）工人要把一个质量为120kg的重物搬到1m高的车上。为了省力采用

3m长的木板搭了一个斜面，如图所示，他在5s内用500N的力将重物匀速推到车上（g取10

N/kg）o下列说法正确的是（)

A.重物受到的摩擦力为300N

B.他做功的功率为240W

C.他做的有用功为1500J

D.该斜面装置的机械效率为80%

11.（2024•邵东市模拟）如图所示，小海用一个动滑轮提着重物向上做匀速直线运动。物体上升2

m时，绳子自由端移动的距离是______m。若不计绳重及摩擦，小海用此装置拉动不同物体匀

速上升时，测出拉力F和物重G的大小并画出二者的关系图象，当物重为30N时，此滑轮的机

械效率是o

12.（2023•东明县一模）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N,不计绳重和摩

擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是（选填"A”

或“B”），3s内对物体做的有用功为

13.（2023•杜尔伯特县二模）（1）如图所示，是汽车进行风洞实验，将汽车固定在风洞中，用吹风

机对着汽车高速送风，汽车相对于风洞中的空气是（选填“运动”或“静止”）的，

此时汽车气体对汽车的压强大（选填“上方”或“下方”）。

（2）如图，小明将一个重为200N的小车以0.2m/s的速度从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜

面向上的拉力为120N,小车沿斜面移动的距离s=2m,上升的高度h=lm。在此过程中拉力的

功率为W,斜面的机械效率为（保留一位小数），摩擦力大小为

No

14.（2023•绵阳模拟）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其

中描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高3m,

水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg,筒车旋转一周所用时间为60s。水流冲击

的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的。若水流冲击筒车的功率为50W,

求筒车旋转一周取水的机械效率是%。

倒水处

15.（2023•如东县二模）如图所示，2s内拉力Fi将物体B匀速提升0.5m,Fi做功为3J；若借助

滑轮组，在相同时间内拉力F2把物体B匀速提升相同高度，滑轮组的机械效率为75%,不计

绳重和摩擦，物体B的质量为kg,拉力F2做功的功率为W,动滑轮的重为

N（g取10N/kg）o

16.（2023•常熟市一模）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面

的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是

其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。

（1）表格中第三次实验的机械效率为（结果保留一位小数），分析表中信息可

知该实验是探究（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜

面，机械效率越高；

实验斜面的物块的重力斜面高度沿斜面的拉斜面长机械效率

序号倾斜程度G/Nh/m力s/m

F/N

1较缓100.25.5136.4%

2较陡100.47.0157.1%

3最陡100.68.51

（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。

①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；

②用弹簧测力计沿斜面把一木块拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；

③保持斜面的不变，改变斜面的，再进行相关测量，并计算出斜面

的机械效率；

④比较两次的大小，即可初步验证猜想是否正确。

17.（2023•丹东校级二模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小彤用同一滑轮组进行了三次实

验如图所示，实验数据记录如表:

次数物重/N物体上升测力计示数/N测力计机械效率/%

距离/cm上升距离/cm

12100.83083.3

24101.53088.9

36102.230

（1）实验中要竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升。

（2）表格中第3次实验的机械效率为0（百分数前保留一位小数）

（3）分析表中数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与有关。

（4）根据实验结论，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%,物体的重力可能为o（填

字母符号）

A.1N

B.3N

C.5N

D.8N

（5）小彤改变动滑轮重，提升同一物体多次实验，根据所测数据绘制出图象丁。由图象可知：

被提升物体重力相同时，