【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习讲义第13讲：滑轮组、机械效率【word，含答案】

一、滑轮及其应用
1. 定滑轮、动滑轮
2. 斜面
实质：省力机械，省力费距离，高度相同的斜面，斜面越长越省力．
应用：盘山公路．
二、机械效率
1. 有用功、额外功、总功
(1)有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，用W有表示．
(2)额外功：使用机械时，并非需要又不得不做的功，用W额表示．
(3)总功：使用机械做的功之和，用W总表示. W总＝W有＋W额．
2. 机械效率：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率．
公式η＝．
3. 功的原理：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于(选填“大于”“小于”或“等于”)1.
4. 三种模型的机械效率
注：以上公式均忽略绳重及摩擦．
5. 提高滑轮组机械效率的方法：
(1)减小动滑轮的重量；(2)增大物体的重量；(3)减小摩擦(摩擦不能忽略时)．
例1、如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度．与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大．若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程(　　)
A. 额外功较小 B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大
例2、工人用如图所示的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮＝9∶1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为(　　)
A. 10% B. 45%C. 80% D. 90%
例3、如图所示，工人用160 N的拉力F将重为300 N木箱10 s内匀速拉到长3 m、高1 m的斜面顶端．下列说法正确的是(　　)
A. 拉力F做功的功率是16 W
B. 克服木箱重力做功是900 J
C. 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
例4、如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起；已知每个滑轮重20 N，忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦，图甲中车对绳子的拉力为_______N，图乙中人对绳子的拉力为_____N.
例5、一工人用如图所示的滑轮组提升一重200N的货物，所用拉力为125N，他在4s内将货物向上提升了2m，求在这个过程中：
（1）工人所做的有用功和额外功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人拉动绳子做功的功率。
1.用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为 80%和 75%，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为(　　)
A. 4∶3 B. 3∶4 C. 5∶4 D. 4∶5
2.工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是(　　)
A. 拉力F的功率为Fh/t
B. 额外功为(2F－G)h
C. 滑轮组的机械效率为G/3F
D. 滑轮组的机械效率随h的增大而增大
3.如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是 (　　)
A．F2的功率为0.6W
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
4.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦．若GA>GB，则η甲____η乙；若FA＝FB，则GA____GB.(均选填“>”“＝”或“<”)
5.如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。
（1）实验时小红沿竖直方向________拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为________。
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。
6.用如图所示的装置提升重物，人以 60N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端 10 秒，使绳端匀速向下移动了 1.5 m，已知滑轮组的机械效率为 80%，绳重及摩擦不计，请回答下列问题。
（1）重物上升的高度；
（2）人所做功的功率:
（3）被吊起的重物所受的重力；
（4）如果绳子能承受的最大拉力为 90N，那么该滑轮组最大可吊起多重的物体
1.工人用如图所示的装置运送砂石．下列说法正确的是(　　)
A. 滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
B. 图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C. 绳子自由端下拉1 m，桶上升2 m
D. 质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石
2.如图所示，用甲、乙滑轮组在相同时间内分别将A、B物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力GA>GB，滑轮组的机械效率η甲<η乙(忽略绳重和摩擦)．下列判断正确的是(　　)
A. 两滑轮组绳端移动的距离相等
B. 甲滑轮组的有用功比乙的少
C. 甲滑轮组的总功率比乙的小
D. 甲滑轮组的动滑轮比乙的重
3.用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2 m/s的速度水平向左匀速运动10 s．已知物体A重500 N，物体A受到的摩擦力为120 N，拉力F的功率为30 W．下列说法正确的是(　　)
A. 绳子自由端移动的距离为2 m
B. 拉力F的大小为40 N
C. 滑轮组的机械效率为80%
D. 滑轮组对物体A所做的功为1 000 J
4.如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（ ）
A.物体A受到的摩擦力为10N B.拉力F的功率为1.5W
C.滑轮组的机械效率为80% D.拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
5.如图所示，用12N的水平力F拉滑轮，使重10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重及绳重和滑轮轴摩擦，则下列说法中正确的是( )
A.B受到的摩擦力方向向右 B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.2秒内水平拉力F做功4.8J D.地面受到的摩擦力为4N
6.小亮同学想把重200N的物体拉到距地面3m高的地方，用了三种不同的方法：
（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力F甲将物体匀速提升3m，求拉力Fw所做的功。
（2）如图（乙）所示：斜面长5m，高3m，拉力F乙＝150N，小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，求使用该斜面工作时的机械效率。
（3）如图（丙）所示：在2s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N．求拉力F丙做功的功率。（不计绳重及摩擦）。
参考答案
例1、D 例2、D 例3、C 例4、400 210
例5、（1）滑轮组做的有用功为：W有=Gh=200N×2m=400J；做的总功为：W总=Fs=Fnh=125N×（2m×2）=500J； 做的额外功：W额=W总-W有=500J-400J=100J。
（2）滑轮组的机械效率为：η=W有/W总=400J/500J=80%；
（3）工人拉绳子的功率：P=W总/t=500J/4s=125W
1.B 2.B 3.D 4.> < 5.（1）匀速；83.3%（2）低；3
6.（1）根据图片可知，承担重物的绳子段数n=3；
那么重物上升的高度为：；
（2）人做的功W=Fs=60N×1.5m=90J；
人做功的功率为：；
（3）根据公式得到：；
解得：G=144N。
（4）动滑轮的重力：G动=nF-G=3×60N-144N=36N。
该滑轮组最大可吊起物体的重力：G物=nF-G动=3×90N-36N=234N。
1.B 2.D 3.C 4.C 5.D
6.（1）拉力F甲所做的功为600J。
（2）使用该斜面工作时的机械效率为80%。
（3）拉力F丙的功率为315W。
【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习--第13讲
滑轮组、机械效率