中考物理复习基础过关力第十一讲简单机械第2课时滑轮机械效率课件（37页ppt）

(共37张PPT)
　基础过关
第二　力
第十一讲　简单机械　第2课时　滑轮　机械效率
改变
力的方向　
力　
距离　
改变力的方向　
(4)图4，斜面是一种费距离但 力的简单机械。斜面高度一定时，斜 面越长越 力。
省　
省　
(3)图3，使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子承担物重，提起物体所用的力 就是物重的 (不计摩擦及动滑轮、绳重等)。
n分之一　
知识点2　机械效率
(1)有用功W有：直接对物体做的功；
额外功W额：克服机械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(不可避免的)；
总功W总：利用机械所做的功，即有用功与额外功之和，用公式表达 为 。
W总＝W有＋W额　
有用功　
总功　
小于　
1　
知识点3　测量滑轮组的机械效率
(1)实验装置图
(2)实验原理：
(3)实验操作
①用弹簧测力计测量钩码的重力G，组装滑轮组，分别记下钩码和绳端 的位置；
②缓慢匀速向上拉弹簧测力计，使钩码升高，读出测力计示数F，用刻度 尺测量钩码上升高度h和绳端移动的距离s；
③将数据记录在表格中，计算出有用功、总功、机械效率；
④改变钩码数量，重复以上实验。
(4)交流反思
提高滑轮组机械效率的方法：①减少绳与滑轮之间的摩擦；②减小动滑 轮的重力；③增加物重。
核心考点1　定滑轮　动滑轮
例1：(1)如图1，物体M重1 000 N，直接匀速竖直提升M时需要的拉力F ＝ N。
例1图
1 000　
(2)①小明想利用滑轮来匀速竖直提升相同的物体M，但小明能够施加的 最大拉力是600 N，应选用图2中的 (选填“甲”或“乙”)图，请画 出绳子的绕法；
②理论分析：不考虑阻力、滑轮重和绳子重时，所需要的拉力是 N；
乙　
500　
动滑轮有一定的重力，绳子和
滑轮之间存在摩擦，使得拉力变大　
例1图
解题思路：区分动滑轮和定滑轮的特点，通过对物体受力分析来判断绳 端拉力的大小，题目未说明时需要考虑“滑轮的轴与轮之间的摩擦、绳 重和动滑轮重”的影响。
图1　 　图2
练习图
50　
物体做匀速直
线运动，水平方向物体所受拉力与摩擦力是一对平衡力，它们大小相等
(2)利用图2中的动滑轮水平拉动物体M，使它在水平面上做匀速直线运 动，画出绳子的绕法。
图1　 　图2
练习图
核心考点2　机械效率的理解
例2：(2023广州改编)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图， 水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝ 30 N，绳b对人的拉力为F2＝480 N。此过程：
例2图
总功　
W总＝
Fs　
300　
有用功　
W有＝
Gh　
240　
(3)根据公式 可计算滑轮组机械效率η＝ 。
80％　
例2：(2023广州改编)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图， 水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝ 30 N，绳b对人的拉力为F2＝480 N。此过程：
例2图
解题思路：要知道机械效率的定义，能分析情境中哪个力做有用功还是 总功，会代入公式简单计算。从能量的转化和转移角度认识效率，清楚 输入的总能量流向是怎样的。
练习图
A. 总功较大 B. 有用功较小
C. 额外功较大 D. 机械效率较低
B
核心考点3　滑轮组和斜面机械效率的计算
例3：如图所示，利用滑轮组匀速拉动A物体，使它向右移动一段距离s。
例3图
(1)要求人对滑轮组绳端施加的拉力向左，请在图中画出符合要求的最省 力的绕线方式。
(2)已知A物体重为G，拉动过程中绳a对物体的拉力为F1，滑轮组的绳端 处所受人的拉力为F2，请选用上述各量的符号，列出此过程中以下各量 的表达式：利用滑轮组拉物体时总功W总＝ ；有用功W有 ＝ ；A所受的摩擦力f＝ ；额外功W额外＝ ； 滑轮组的机械效率η＝ 。
2F2s　
F1s　
F1　
2F2s－F1s　

例3：如图所示，利用滑轮组匀速拉动A物体，使它向右移动一段距离s。
例3图
解题思路：根据题意“拉力向左”“最省力”画出滑轮组的绕线；对物 体受力分析，根据做功的定义W＝Fs来计算情境中的有用功、总功和机 械效率。
[练习1](2018广州)小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测 出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
练习1图
不能　
补充步骤：用测力计水平拉着物体A做匀速直线运
动，记下测力计示数F'，由二力平衡条件可知，物体A受到的摩擦力等于
(2)若A在10 s内运动了4 m，A的速度为 。
0.4 m/s　
[练习1](2018广州)小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测 出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
练习1图
[练习2]如图所示，在10 s内，阿橦用绳a把重为100 N的物体甲从A点竖直 向上匀速拉至B点；阿萌用绳b以平行于斜面的拉力把重也为100 N的物体 乙沿斜面从C点匀速拉至与B点等高的D点。A、B之间的高度差H为1.2 m， C、D之间的距离为2 m。
练习2图
(1)求此过程中绳a 对甲的拉力所做的功WAB以及绳a对甲做功的功率P甲；
解：(1)因为甲匀速上升，所以F甲＝G＝100 N，而s甲＝H＝1.2 m，
WAB＝F甲s甲＝100 N×1.2 m＝120 J
[练习2]如图所示，在10 s内，阿橦用绳a把重为100 N的物体甲从A点竖直 向上匀速拉至B点；阿萌用绳b以平行于斜面的拉力把重也为100 N的物体 乙沿斜面从C点匀速拉至与B点等高的D点。A、B之间的高度差H为1.2 m， C、D之间的距离为2 m。
练习2图
(2)若此过程中，绳a对甲的拉力所做的功为WAB，绳b对乙的拉力所做的 功为WCD，根据现有条件，能否判断WCD 与WAB 的大小关系？如不能， 请说明原因；如能，请写出分析过程。
(2)能。由题知，甲、乙所受重力大小相等，上升的高度也相等，所以利
用斜面把乙从C点拉至D点的过程中，所做的有用功大小等于WAB。而
WCD为同一过程中人所做的总功。因为有用功必然小于总功，故可知WAB
＜WCD。
A. F1一定大于F2 B. F1一定小于F2
C. W2一定大于W1 D. 只有F2 大于F1，W2 才大于W1
C
第2题图
A
F甲 F乙 F丙 F丁 GM GN
5.5 N 12 N 5.5 N 8 N 5 N 10 N
A. 甲的机械效率比丙的大
B. 乙、丁的机械效率相同
C. 使用丙提升物体M时省力
D. 实验测得的数据无法算出机械效率
第3题图
A
4. (2016广州)(1)图中测力计示数为 N。
第4题图
1.2　
(2)小明猜测：“图中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”，设计实 验检验其猜测，并填写实验报告。
①实验目的： 。
②实验步骤(若需要可补充器材)：
探究滑轮组的机械效率与提升物体重力的关系　
a.在动滑轮挂钩上挂1个钩码，用弹簧测力计测出所挂钩码的重力，钩码
的重力用G表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离
用s表示，钩码上升的高度用h表示；b.仍然用原滑轮组，保持装置不
变，依次改变动滑轮上所挂钩码的个数，仿照步骤a再做2次实验，记录
率，得出结论。
5. (2022广州节选)如图，工人将重500 N的货物推入静止的货柜中(忽略空 气阻力，g取10 N/kg)。在斜面上货物受到沿斜面向上250 N的推力F1，从 P点匀速运动到Q点用时4 s。求此过程：
第5题图
(1)F1的功率；
解：(1)F1所做的功
W1＝F1 s1＝250 N×2 m＝500 J
F1的功率
(2)斜面的机械效率。
(2)斜面的有用功
W有＝Gh＝500 N×0.5 m＝250 J
斜面的机械效率
5. (2022广州节选)如图，工人将重500 N的货物推入静止的货柜中(忽略空 气阻力，g取10 N/kg)。在斜面上货物受到沿斜面向上250 N的推力F1，从 P点匀速运动到Q点用时4 s。求此过程：
第5题图
6. (2024广州)如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并 脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×103 N的建筑材料沿竖直 方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N。
第6题图
压力一定时，增大受力面积
可以减小压强　
(2)求钢丝绳自由端的移动速度；
解：(2)由图可得n＝3，s绳＝3 h＝3×1 m＝3 m
钢丝绳自由端的移动速度
6. (2024广州)如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并 脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×103 N的建筑材料沿竖直 方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N。
第6题图
(3)求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。
解：(3)拉力F的功率
P＝Fv绳＝ 5×103 N×3 m/s ＝1.5×104 W
滑轮组的有用功
W有＝Gh＝9×103 N×1 m＝9×103 J
滑轮组的总功
W总＝Fs绳＝5×103 N×3 m＝1.5×104 J
滑轮组的机械效率
6. (2024广州)如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并 脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×103 N的建筑材料沿竖直 方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N。
第6题图