2024四川中考物理二轮重点专题研究 第十三讲 简单机械 第2节 滑轮 斜面 机械效率（课件）(共45张PPT)

(共45张PPT)
滑轮 斜面 机械效率
第2节
知识精讲
2
考点清单
四川近年真题及拓展
1
重难点突破
实验突破—科学探究素养提升
3
实验 测量滑轮组的机械效率
命题点
1
滑轮、滑轮组的相关计算(绵阳6年4考；宜宾6年3考)　
1．(2020绵阳22题3分)将一个定滑轮和挂有一个重6 N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和图乙所示的两种滑轮组．在图甲滑轮组，用大小为3.6 N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3 m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6 m．不计摩擦和绳重．设图甲滑轮组的
机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则(　　)
A. η甲>η乙 B. η甲<η乙
C. η甲≈55.5% D. η乙≈83.3%
(素材来源于RJ八下P83图12.2－4)
D
四川近年真题及拓展
2．(2023绵阳20题3分)用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑．
则F1与F2的大小关系是(　　)
A. F1＝F2 B. F2C. F1＝2F2 D. F1>2F2
D
3．[2023绵阳25(3)题4分]如图是某建筑工地上提升建筑材料的滑轮组示意图，其动滑轮质量 15 kg，某次提升材料质量240 kg，材料在空中静止时，摩擦影响很小，绳很轻，可以不考虑，则竖直向上的拉力F＝________N；竖直向上匀速提升材料，摩擦影响较大，实际所用的拉力
大小是1 000 N，并将材料提升了10 m 高，则滑轮组
的机械效率是________．(取g＝10 N/kg)
850
80%
4．[2022绵阳25(5)题4分]如图所示，小丽用三个均重10 N的滑轮组成的滑轮组以1 m/s匀速起吊重470 N的物体，物体上升5 m，不计绳的重力及一切摩擦．绳的拉力F＝______N；滑轮组的机械效率为________．
125
94%
5. (2021宜宾28题11分)“塔吊”是建筑工地常用的起重设备．如图甲，AC为一简易“塔吊”的水平臂，A端装有配重体P，它的质量为4吨，在水平臂B、C间安装有可移动的滑轮组(绕法如图乙)，滑轮组的钢丝绳绕在电动卷扬机的轴上．已知AB＝10 m，BC＝40 m，若塔身的宽度和铁架、钢绳、滑轮组重力及摩擦均不计，g取10 N/kg.
(1)求配重体P的重力大小；
解：配重P的重力
Gp＝mPg＝4×103 kg×10 N/kg
＝4×104 N
(2)当滑轮组位于C端时，为了安全起吊，求该“塔吊”恰能吊起货物的质量；
(3)某次操作中，滑轮组在BC间安全吊起质量为1.5吨的货物，匀速上升60 m，求滑轮组上的钢绳的水平拉力F大小；
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，Gp×AB＝m货g×BC
代入相关数据得4×104 N×10 m＝m货×10 N/kg×40 m
解得，吊起货物的质量m货＝1 000 kg
由图乙可知，承担动滑轮绳子的段数n＝3
钢绳的水平拉力F＝ G物＝ m物g＝
×1.5×103 kg×10 N/kg＝5×103 N
(4)在上第(3)小问中，如果电动卷扬机的效率是90%，求配套电动机消耗的电能．
钢绳自由端移动的距离s＝nh＝3×60 m＝180 m
卷扬机做的总功W总功＝Fs＝5×103 N×180 m＝9×105 J
电动机消耗的电能
其他地市真题精选
6．(2020乐山16题2.5分)如图所示，利用滑轮组在4 s内将一重为9 N的物体匀速向上提升了10 cm，拉力为4 N，不计一切摩擦和绳重(g取10 N/kg).下列说法正确的是(　　)
A. 动滑轮重力为5 N
B. 滑轮组的机械效率为75%
C. 拉力所做的功为0.4 J
D. 拉力的功率为0.4 W
B
7. (2020德阳16题3分)如图所示，当水平拉力F＝5 N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动，已知物体A重为10 N，所受地面的摩擦力为8 N，若在10 s时间内，物体A水平移动了2 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中(　　)
A. 拉力F的功率为1 W
B. 拉力F做功为10 J
C. 物体A重力做功为20 J
D. 滑轮组的机械效率为80 %
D
8. (2021凉山州32题4分)如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300 N的A物体，使A物体在10 s内向右移动了2 m，若A物体受到的摩擦力大小为20 N，拉力F大小为50 N，则：弹簧测力计的示数为________；水平拉力F所做的功为________，功率为________；滑轮的机械效率为________．
20 N
50 J
5 W
80%
9. (2021德阳24题4分)用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重．当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是________．当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为________N.
75%
30
10. (2021自贡26题2分)用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为________%(不考虑绳重和摩擦)．
100
80
11. (2021乐山39题6分)工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800 N的物体，所用拉力F为250 N，20 s内物体上升了6 m(物体的上表面始终未露出水面)，已知动滑轮重20 N，绳重及摩擦均忽略不计．求：
(1)20 s内绳子自由端A移动的距离；
(2)拉力F做功的功率；
解：由图可知n＝2，20 s内绳子自由端A移动的距离s＝nh＝2×6 m＝12 m
拉力F做的功W＝Fs＝250 N×12 m＝3 000 J
拉力F做功的功率
(3)物体在水中所受浮力的大小．
物体受到的拉力F拉＝nF－G动＝2×250 N－20 N＝480 N
由受力分析可知，物体在水中受到的浮力大小为
F浮＝G物－F拉＝800 N－480 N＝320 N
命题点
2
斜面的相关计算
12．(2023绵阳18题3分)如图所示，斜面长20 m、高10 m，固定在水平地面上．一位同学用平行于斜面向上40 N的拉力，在20 s内把重60 N的物体沿斜面向上匀速拉动了10 m．在此过程中(　　)
A. 斜面的机械效率是66.7%
B. 斜面的机械效率是75%　
C. 该同学对物体做功的功率是10 W
D. 该同学对物体做功的功率是30 W
B
13．[2022绵阳25(3)题4分]如图所示，甲用90 N的拉力，乙用50 N的推力，在30 s内共同使一辆小车从一个倾角为30°长为60 m的斜坡底端匀速运动到顶端．甲乙二人对小车做功________J，甲对小车做功的功率为______W.
8 400
180
其他地市真题精选
14．(2020南充20题2分)如图所示，用沿斜面向上大小为4 N的拉力，将一个重5 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端．已知物体沿斜面上滑的距离为5 m，上升的高度为3 m，则物体受到的摩擦力为______N，斜面的机械效率为________．
1
75%
命题点
3
测量滑轮组的机械效率
15．(2022绵阳33题8分)某小组同学测量滑轮组的机械效率．实验步骤有：
(ⅰ)按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端位置；
(ⅱ)用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
(ⅲ)记录实验数据填入表格中(表格略)；
(ⅳ)多次改变钩码的数量，重复上述实验；
(ⅴ)用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，
分别测机械效率；
(ⅵ)分析测量结果，讨论影响机械效率的因素．
回答以下问题：
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是________．
(2)滑轮组机械效率的计算公式是η＝___________ (用直接测得的物理量符号表示)．
刻度尺
(3)关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有________(填序号，可能不止一项正确)．
A. 在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B. 在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C. 忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D. 忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E. 忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F. 忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
AE
命题点
4
斜面相关实验(绵阳2021.35)
16. (2021绵阳35题8分)用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关．甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的不相同．先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24 m高，弹簧测力计示数F0＝20.0 N；再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物
到同一高度，弹簧测力计示数和斜面长度如
下表所示．
次数 斜面 弹簧测力计示数F/N 斜面长度L/m 省力大小ΔF/N (ΔF＝F0－F) 机械效率η/%
1 甲 17.4 0.30 ？ 92.0
2 乙 18.2 0.30 1.8 87.9
3 丙 14.0 0.40 6.0 ？
根据表中数据回答下列问题：
(1)斜面甲省力大小ΔF甲＝________N；
(2)斜面丙的机械效率η丙＝________%；
2.6
85.7
(3)比较甲、乙实验结果，可以认为________；比较甲、丙实验结果，可以认为________．(选填序号，有可能不止一项正确)
A. 斜面省力大小与斜面倾角有关
B. 斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关
C. 斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程
度都有关
D. 斜面机械效率与斜面倾角有关
E. 斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关
F. 斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关
BE
AD
简单机械
滑轮
杠杆
定义
五要素
平衡条件：
F1L1=F2L2
杠杆的分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
计算公式
理解
机械
效率
功的
分类
其他简单机械
有用功
额外功
总功
知识精讲
考点清单
一、滑轮
滑轮 图示 定义 实质 特点 F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系 拉力(F)和重力(G)的关系
定滑轮 轴的位置固定不动的滑轮　 _____杠杆 可以______________， 但不省力 ________ ________
(忽略绳重及摩擦)
等臂
改变力的方向
s＝h
F＝G
滑轮 图示 定义 实质 特点 F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系 拉力(F)和重力(G)的关系
动滑轮 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮　 _____杠杆 可以_____，但不改变力的方向 ________ ________
(忽略动滑轮重，忽略绳重及摩擦)
省力
省力
s＝2h
滑轮 图示 定义 实质 特点 F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系 拉力(F)和重力(G)的关系
滑轮组 把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组　 / 既可以________又可以________________ ________ (n为动滑轮上承担物重的绳子段数) ___________
(n为动滑轮上承担物重的绳子段数，忽略绳重及摩擦)
温馨提示：注意题干中动滑轮的自重是否忽略．
省力
改变力的方向
s＝nh
二、其他简单机械：轮轴和斜面也属于简单机械，并且都是省力机械．
三、功的分类
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，克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的一些功，用W额表示．
3、总功：________与________之和，用W总表示．
四、机械效率
1、定义：物理学中，将________跟________的比值叫做机械效率，用符号________表示．
2、计算公式：____________．注：机械效率通常用百分数表示．
有用功
额外功
有用功
总功
η
机械图示 有用功 总功 机械效率
W有＝____，G为物重，h是物体上升的高度 W总＝____，F是拉力，s为绳端移动的距离，s＝______，n为承担物重的绳子段数 η＝ ＝________＝
W总＝FL，F是拉力，L为拉力移动的距离 η＝ ＝________
Gh
Fs
nh
3、理解
(1)使用任何机械都不能省功．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.
(2)竖直方向的滑轮组(忽略绳重及摩擦): 根据
知，滑轮组的机械效率与物体所受重力和动滑轮自重有关．物体越重，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越大．
小于
微点诊断
判断下列说法的正误．
(1)功率越大的机械，机械效率一定越高(　　)
(2)省力杠杆的机械效率比费力杠杆的机械效率大(　　)
(3)利用斜面可以省功(　　)
(4)增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变(　　)
(5)任何机械设备的效率总小于1(　　)
(6)减小机械内部摩擦可以提高其机械效率(　　)
(7)动滑轮既能省力又能改变力的方向(　　)
(8)提高机械效率可以通过减小提升重物的重力来实现(　　)
×
×
×
×
√
√
×
×
重难点突破
方法指导
常见的滑轮类型分析
图示
物体受力
滑轮受力分析(不计摩擦) 水平方向受力
水平方向受力
F与G或 f 的关系 2F＝G＋G动 F＝2G＋G动 2F＝f F＝2f
距离关系 s绳＝2s物 s绳＝ s物 s绳＝2s物 s绳＝ s物
速度关系 v绳＝2v物 v绳＝ v物 v绳＝2v物 v绳＝ v物
滑轮机械效率相关计算
一题多设问
例1　 图是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人作用在绳子自由端的大小为160 N的拉力F，在10 s内将重为400 N的重物在竖直方向上匀速提升2 m(忽略绳重及摩擦)．
(1)绳子自由端移动的距离为________m，速度为________m/s；
(2)动滑轮重________N；
(3)在10 s内拉力F做的有用功为________J；
(4)拉力F所做的总功为________J；
(5)拉力F做功的功率为________W；
(6)提升重物的过程中所做的额外功为________J；
(7)滑轮组的机械效率为________．
6
0.6
80
800
960
96
160
83.3%
一题多设问
例2　 小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重为2 000 N的物体A在3 s内沿水平方向匀速移动了6 m，若A所受地面的摩擦力 f＝600 N，小强所用拉力F＝250 N.
(1)物体移动的速度是________m/s；
(2)拉力F做功的功率为________W；
(3)小强做的有用功为________J；
(4)小强做的总功为________J；
(5)小强做的额外功为________J；
(6)该装置的机械效率为______．
2
1 500
3 600
4 500
900
80%
实验突破—科学探究素养提升
实验
测量滑轮组的机械效率(绵阳 2022.33)
一题多设问
例　某小组在“测量滑轮组机械效率的实验”的实验装置如图所示.
设计与进行实验
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是________(选填序号).
A. 刻度尺　　
B. 秒表　　
C. 温度计
A
(2)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计.
(3)小组某同学发现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”)，理由是__________________________________________________.
匀速
不正确
他没有考虑到摩擦力(或摩擦)对滑轮组机械效率的影响
(4)小组成员测得数据如下表所示，请将表中的数据填写完整，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.
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η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 ____
丁
80%
分析与论证
(5)通过比较________(填写实验次数)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绳子段数________(选填“有关”或“无关”).
1、2
无关
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η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 ____
80%
(6)通过比较________(填写实验次数)两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越________.
(7)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_________________________
____________________________________.
2、3
高
不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高
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η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 ____
80%
交流与评估
(8)(2020岳阳改编)如果用甲图滑轮组提升7 N的重物，则它的机械效率可能是________(选填序号).
A. 60%　　B. 70%　　C. 80%
(9)下图中能粗略反映滑轮组的机械效率η与提升物重G关系的是
________.
C
C
(10)(2023丹东改编)在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会________(选填“变大”“变小”或“不变”).
(11)(2020湘潭改编)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是(　　)
A. 增大绳重
B. 减轻动滑轮重
C. 加快物体提升的速度
变小
B
(12)(生活实践)(2021遂宁改编)组员通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法之一是增大物重．汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义．以下三种提高效率的方法中，方法________与上述方法是同理的.
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑.
一