第12讲 滑轮、斜面和机械效率
基础练
一、选择题
1.[2025石家庄桥西一模]洛阳出土了一种西汉晚期的陶井模型,如图所示为该装置复原后的样子。使用时用一侧的小罐取水,拉动另一侧的绳子可以把水提上来。忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.使用木架上的滑轮可以省力
B.应用此种滑轮不可以改变力的方向
C.小罐从露出到离开水面的过程中,拉力逐渐变大
D.若只使用一个小罐提水,滑轮的机械效率与取水量无关
2.[2025廊坊安次一模]用某滑轮组提升重物时,绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图,在内绳子自由端竖直匀速移动,重物竖直匀速上升。已知动滑轮总重,提升的重物重。下列说法正确的是( )
A.重物端的功率为
B.额外功为
C.绳子自由端拉力的大小为
D.滑轮组的机械效率约为
3.[2025石家庄长安一模]使用如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为的物体,弹簧测力计的示数为,物体在内移动。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍,取。不计绳重和轮与轴间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.该滑轮组中有一个定滑轮和两个动滑轮
B.绳子自由端移动的速度为
C.动滑轮重力为
D.该滑轮组的机械效率为
二、非选择题
4.[2025张家口一模]如图甲、乙、丙是小明“研究定滑轮和动滑轮的特点”的实验,使用_ _ _ _ (选填“定”或“动”)滑轮可以省力;在图丙实验中,增加悬挂钩码的个数,匀速竖直向上提升弹簧测力计,此装置的机械效率_ _ _ _ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.[2025衡水模拟]如图所示,工人师傅用沿斜面向上的推力,将重为的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长、高,则此过程中的有用功为_ _ _ _ ,斜面的机械效率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。使用斜面可以_ _ _ _ (选填“省力”或“省功”)。
6.[2025保定莲池一模]某起重机的滑轮组结构示意图如图所示,其最大载重为。起重机用将的钢板匀速提升到高的桥墩上。取
(1) 起重机克服钢板重力做的功为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 某次作业前,发现挂钩处的一个滑轮(每个动滑轮质量)有故障,为了维修方便,将提升重物的挂钩机钩部分匀速提升至距地面处,所用拉力为,此时的机械效率为_ _ _ _ %。
7.[2020河北]斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,如:_ _ _ _ _ _ _ _ 。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力与物体重力的比值大小来判定,比值越小,越省力)
小明做了如下猜想:
猜想1:与斜面的表面材料有关;
猜想2:与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表所示。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题:
(1) 通过对比实验_ _ _ _ 中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
(2) 通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 为验证猜想3,小明做了实验_ _ _ _ (填写实验序号),分析实验数据后,小明认为这几次实验省力情况相同,依据是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【拓展】 完成实验后,小明沿斜面用的拉力,将重为的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长、高,则斜面的机械效率是_ _ _ _ %。(把重物直接提升 所做的功作为有用功)
提升练
8.[2025保定涞水一模]如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力随时间变化的图像如图乙所示,空吊篮上升的图像如图丙所示,动滑轮重,忽略绳重、摩擦和空气阻力,取。下列分析正确的是( )
A.空吊篮重
B.内,空吊篮处于平衡状态,所受的合力为零
C.内,手拉绳的拉力做的功为
D.在吊篮中装入质量为的物体,绳子没有断裂,在匀速向上提升吊篮过程中,滑轮组的机械效率为
9.[2025石家庄一模]如图所示,小明用甲、乙两装置匀速提升质量为的物体。滑轮的质量均为,相同的时间内物体被提升的高度均为。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端的拉力一定为
B.两个拉力做的额外功相等
C.、两个拉力做功的功率比值为
D.若不计绳重和摩擦,两种装置的机械效率均为
第12讲 滑轮、斜面和机械效率
基础练
一、选择题
1.C 2.C 3.C
二、非选择题
4.动; 变大
5.3 000; ; 省力
6.(1)
(2) 80
7.(1) 盘山公路(答案不唯一,合理即可)
7.(1) 1、2
(2) 斜面倾角越小,越省力
(3) 1、3、4; 实验中沿斜面的拉力与物体重力的比值相等
【拓展】 62.5
提升练
8.C 9.D