中考物理一輪復(fù)習(xí)第8.2講

滑輪及機(jī)械效率考點(diǎn)導(dǎo)航課標(biāo)要求（2022年版）13.2.3知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的意義和途徑。3.2.4能說出人類使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。2命題點(diǎn)梳理命題點(diǎn)1滑輪及應(yīng)用命題點(diǎn)2滑輪組相關(guān)計(jì)算命題點(diǎn)3機(jī)械效率計(jì)算命題點(diǎn)1：滑輪及應(yīng)用題1.（2022臨沂）2022年5月20日，我市文化體育新地標(biāo)一臨沂奧體中心體育場鋼結(jié)構(gòu)主體順利完成合攏。履帶式起重機(jī)是該項(xiàng)工程的重要施工機(jī)械，施工現(xiàn)場的履帶式起重機(jī)（）A.水平移動(dòng)時(shí)其重力不做功 B.吊臂前端的定滑輪能省力C.粗糙的履帶可以減小摩擦 D.寬大的履帶可以增大壓強(qiáng)解：定滑輪只能改變力的方向，不能省力也不能省距離，B錯(cuò)；粗糙的履帶是為了增大摩擦，C錯(cuò)；寬大的履帶是為了增大受力面積，減小壓強(qiáng)，D錯(cuò)；重力方向豎直向下，水平移動(dòng)時(shí)，距離方向和力的方向垂直，故重力不做功，A正確。A命題點(diǎn)1：滑輪及應(yīng)用題2.（2022上海）用如圖所示不計(jì)質(zhì)量的滑輪沿豎直方向提起一重為20牛的物體A，滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于一個(gè)__________杠桿，力F的大小為____________牛，此時(shí)物體A所受到的合力大小為__________牛。解：這是一個(gè)單獨(dú)的動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪省力費(fèi)距離，相當(dāng)于是一個(gè)省力杠桿；兩段繩子分擔(dān)動(dòng)滑輪和重物的重力，不計(jì)動(dòng)滑輪重力，則F=GA/2=10N；A物體此時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，即平衡狀態(tài)，故受到的合力為零。省力100命題點(diǎn)1：滑輪及應(yīng)用題3.（2022蘭州）小聰同學(xué)按照如圖所示的裝置對(duì)動(dòng)滑輪特點(diǎn)進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。通過分析數(shù)據(jù)，他覺得與“使用動(dòng)滑輪能省一半的力”的結(jié)論偏差較大。（1）該實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是沒有考慮____________________；（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，提升重物時(shí)應(yīng)該注意沿豎直方向___________拉動(dòng)。動(dòng)滑輪可視為杠桿的變形，則此時(shí)其支點(diǎn)為_______（選填“A”、“B”或“C”）點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N彈簧測力計(jì)示數(shù)F/N1100.721.51.032.01.3動(dòng)滑輪的重力勻速A解：動(dòng)滑輪省一半力是指F拉=(G動(dòng)+G物)/2；動(dòng)滑輪滿足省一半力的條件是必須沿豎直方向勻速拉動(dòng)；動(dòng)滑輪是A為支點(diǎn)，定滑輪是中點(diǎn)B為支點(diǎn)。命題點(diǎn)2：滑輪組相關(guān)計(jì)算題4.（2022常德）如圖所示，用兩滑輪采用不同的繞繩方法，將同一重物勻速提升相同的高度（不計(jì)繩重和摩擦），下列說法中正確的是（）

A.F1＞F2，F(xiàn)1移動(dòng)距離多

B.F1＜F2，F(xiàn)2移動(dòng)距離多

C.F1所做的額外功多

D.兩裝置的機(jī)械效率相同解：對(duì)于滑輪組而言，可以省力也可以改變方向，其規(guī)律是：省力F拉=(G動(dòng)+G物)/n；費(fèi)距離S拉=nS物；v拉=nv物；左圖滑輪組n=2，右圖滑輪組n=3；重物升高高度相同，故右圖拉力更小，拉力端移動(dòng)距離多，AB錯(cuò)；額外功w額=G動(dòng)h，動(dòng)滑輪重力和移動(dòng)高度相同，故額外功相同，C錯(cuò)；機(jī)械效率與繩子的繞法無關(guān)，機(jī)械效率相同，故D正確。D題5.（2022大慶）如圖是用滑輪組提升建筑材料的示意圖，動(dòng)滑輪質(zhì)量為5kg，建筑材料質(zhì)量為85kg。用拉力F將建筑材料以0.5m/s的速度勻速向上提起（忽略繩重及滑輪摩擦，g=10N/kg）。則拉力大小為__________N，拉力功率為___________W，該滑輪組在1min內(nèi)做的有用功為_____________J。解：F拉=(G動(dòng)+G物)/n=(50N+850N)/3=300N；p總=W總/t=F拉V拉=F拉nV物=300N×3×0.5m/s=450W；h物=V物t=0.5m/s×60s=30m，有用功W有=G物h物=850N×30m=25500J。命題點(diǎn)2：滑輪組相關(guān)計(jì)算30045025500題6.（2022大連）如圖所示，某工人利用滑輪組將一個(gè)重為900N的貨箱在6s內(nèi)勻速提升3m。此過程中，繩子自由端所受的拉力為F，滑輪組的機(jī)械效率為75%，試求：（1）貨箱上升速度是多少？（2）有用功是多少？（3）拉力F是多少？命題點(diǎn)2：滑輪組相關(guān)計(jì)算解（1）貨物上升速度v物=S物/t=3m/6s=0.5m/s；（2）有用功指滑輪組對(duì)貨物做的功，即W有=G物S物=900N×3m=2700J；（3）機(jī)械效率為75%，即W有/W總=75%，代入W有=2700J，解出W有=3600J，結(jié)合W總=F拉S拉=F拉nS物解出：F拉=W總/nS物=3600J/(3×3m)=400N。命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算題7.（2022樂山）如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動(dòng)的速度為0.6m/s。則（）A.拉力F的功率為3W

B.1min內(nèi)物體移動(dòng)的距離為36mC.1min內(nèi)所做的有用功為1440J

D.該滑輪組的機(jī)械效率為85%解：滑輪組n=3，F(xiàn)拉=50N；V拉=0.6m/s；v物=

v拉/n=0.2m/s；1min內(nèi)，物體移動(dòng)距離S物=v物t=0.2m/s×60s=12m，故B錯(cuò)誤；拉力的功率p總=W總/t=F拉V拉=50N×0.6m/s=30W，故A錯(cuò)；C命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算題7.（2022樂山）如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動(dòng)的速度為0.6m/s。則（）A.拉力F的功率為3W

B.1min內(nèi)物體移動(dòng)的距離為36mC.1min內(nèi)所做的有用功為1440J

D.該滑輪組的機(jī)械效率為85%解：繩子對(duì)物體的拉力等于物體受到的摩擦力，即F有=f=0.2G物=120N；有用功W有=F有S物=120N×12m=1440J，故C正確；總功W總=F拉S繩=F拉nS物=50N×3×12m=1800J，η=W有/W總=1440J/1800J=80%，D錯(cuò)。C題8.（2022丹東）如圖所示，重力為6N的物體在4N拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿斜面勻速上升。當(dāng)物體升高0.6m時(shí)，恰好沿斜面前進(jìn)1.2m的距離。（忽略繩重和動(dòng)滑輪自重）（）

A.物體對(duì)斜面的壓力為6N

B.該裝置的機(jī)械效率為75%

C.物體與斜面間的摩擦力為5N

D.拉力F的功率為1.6W命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算解：物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到拉力重力和支持力三力平衡，故支持力不直接等于重力，則對(duì)斜面的壓力也不等于重力大小，故A錯(cuò)誤；有用功W有=G物h物=

6N×0.6m=3.6J，總功W總=F拉S繩=F拉nS物=4N×2×1.2m=9.6J，η=W有/W總=3.6J/9.6J=37.5%，B錯(cuò)。D題8.（2022丹東）如圖所示，重力為6N的物體在4N拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿斜面勻速上升。當(dāng)物體升高0.6m時(shí)，恰好沿斜面前進(jìn)1.2m的距離。（忽略繩重和動(dòng)滑輪自重）（）

A.物體對(duì)斜面的壓力為6N

B.該裝置的機(jī)械效率為75%

C.物體與斜面間的摩擦力為5N

D.拉力F的功率為1.6W命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算解：額外功W額=W總-W有=9.6J-3.6J=6J，若不計(jì)滑輪和繩之間的摩擦，摩擦力f=W額/s物=6J/1.2m=5N；但題目沒有說不計(jì)滑輪和繩間的摩擦，故物體與斜面的摩擦力會(huì)小于5N，C錯(cuò)。拉力的功率p總=W總/t=F拉V拉=F拉nV物=4N×2×0.2m/s=1.6W，故D對(duì)；D題9.（2022云南）如圖所示，工人利用滑輪組將質(zhì)量為57kg的建筑材料勻速提升，繩子自由端移動(dòng)的速度為0.4m/s，動(dòng)滑輪的質(zhì)量為3kg，忽略繩重和摩擦，則（）A.經(jīng)過10s建筑材料被提升4m B.工人對(duì)繩子拉力為300NC.經(jīng)過10s工人做的有用功為2280J D.此過程中該滑輪組的機(jī)械效率為90%命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算解：滑輪組n=2，v拉=0.4m/s，故v物=v物/n=0.2m/s；10s后，物體被提高2m，A錯(cuò)誤；F拉=(G動(dòng)+G物)/n=(30N+570N)/2=300N，故B正確；有用功W有=G物h物=570N×2m=1140J，故C錯(cuò)誤；總功W總=F拉S繩=F拉nS物=300N×2×2m=1200J，η=W有/W總=1140J/1200J=95%，故D錯(cuò)誤。B題10.（2022哈爾濱）如圖所示，用一個(gè)動(dòng)滑輪把重100N的沙袋從地面勻速提到6m高的樓上，所用拉力60N（繩重和摩擦不計(jì)），下列說法正確的是（）A.動(dòng)滑輪重40N

B.繩子自由端通過的距離為12mC.拉力做的有用功為720J

D.動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為8.3%解：F拉=(G動(dòng)+G物)/n=60N，代入滑輪組n=2和G物=100N可知G動(dòng)=20N，故A錯(cuò)誤；h物=6m；S拉=nh物=2×6m=12m，故B正確；有用功W有=G物h物=100N×6m=600J，故C錯(cuò)誤；總功W總=F拉S拉=F拉nS物=60N×12m=720J，η=W有/W總=600J/720J=83.3%，故D錯(cuò)誤。B命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算題11.（2022內(nèi)江）在如圖所示的滑輪組中，每個(gè)滑輪重20N，在繩子自由端用100N的拉力把貨物勻速提高1m，不計(jì)摩擦和繩重，則貨物的重力和滑輪組的機(jī)械效率分別是（）A.20N；80% B.20N；90%C.1800N；90%

D.180N；80%題12.工人師傅用如圖所示的滑輪組將重為400N的貨物勻速提升了1m，動(dòng)滑輪重為100N，不考慮繩重和摩擦，工人師傅做的額外功為___________J，該滑輪組的機(jī)械效率為____________。D10080%

命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算題13.（2022十堰）如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，不考慮斜面形變，貨物所受摩擦力方向沿斜面向__________；斜面的機(jī)械效率為__________。不改變斜面與地面夾角和貨物質(zhì)量，采用___________________________的方法可以提高斜面的機(jī)械效率。解：貨物相對(duì)斜面向上運(yùn)動(dòng)，所受摩擦力沿斜面向下；有用功W有=G物h物=800N×L/2=400LJ；總功W總=F拉S物=500N×L=500LJ；η=W有/W總=400LJ/500LJ=80%；有用功不變前提下，可以通過減少額外功從而提高機(jī)械效率，故可以減小摩擦。下80%減小木板粗糙程度題14.（2022宜昌）如圖甲，宜昌市某中學(xué)學(xué)生在課外實(shí)踐活動(dòng)中對(duì)滑輪組進(jìn)行了探究。他們自制滑輪組的簡化圖如圖乙所示，小華利用此滑輪組用時(shí)10s將小軍勻速提升了50cm，稱得小軍的質(zhì)量為54kg，動(dòng)滑輪組的質(zhì)量為6kg。g=10N/kg，不計(jì)繩重和滑輪與繩之間的摩擦，求：（1）小華的拉力是多少？（2）小華拉力功率是多少？（3）此過程中滑輪組的機(jī)械效率是多少？解（1）滑輪組n=6，F(xiàn)拉=(G物+G動(dòng))/n=(540N+60N)/6=100N；（2）小軍上升速度v物=S物/t=0.5m/10s=0.05m/s；繩端速度v繩=nv物=0.3m/s；p拉=F拉V繩=100N×0.3m/s=30W；（3）η=W有/W總=G物h/F拉nh=G物/nF拉=540N/(6×100N)=90%。命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算題15.（2022南通）物理學(xué)中把機(jī)械對(duì)重物施加的力與人對(duì)機(jī)械施加的力的比值叫作機(jī)械效益MA，用于比較不同機(jī)械的省力程度，現(xiàn)用圖示滑輪組勻速提升重物，不計(jì)繩重和摩擦則下列描述滑輪組的機(jī)械效益MA與物體重力G、機(jī)械效率與機(jī)械效益MA的關(guān)系圖線中，可能正確的是（）

A.

B.

C.

D.解：新概念機(jī)械效益MA=G物/F拉=G物/[(G物+G動(dòng))/n]=n/(1+G動(dòng)/G物)，從推導(dǎo)式中能看出，MA與G物不成一次函數(shù)，故A錯(cuò)誤；MA/η=（G物/F拉）/(G物/nF拉)=n，故MA與η成一次函數(shù)，故C正確。C命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算（提高練習(xí)）題15.（2022南通）物理學(xué)中把機(jī)械對(duì)重物施加的力與人對(duì)機(jī)械施加的力的比值叫作機(jī)械效益MA，用于比較不同機(jī)械的省力程度，現(xiàn)用圖示滑輪組勻速提升重物，不計(jì)繩重和摩擦則下列描述滑輪組的機(jī)械效益MA與物體重力G、機(jī)械效率與機(jī)械效益MA的關(guān)系圖線中，可能正確的是（）

A.

B.

C.

D.補(bǔ)充：更?？嫉氖牵簷C(jī)械效率η與滑輪組的繞法無關(guān)，即滑輪個(gè)數(shù)定好后，與n無關(guān)；同一滑輪組，提升的重物重力增大，額外功不變有用功增多，故機(jī)械效率η增大。C命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算（提高練習(xí)）題16.（2022北京）如圖所示，工人站在水平臺(tái)面上用滑輪組提貨物。工人第一次豎直向上用200N的力拉繩子時(shí)，貨物未離開水平地面；第二次豎直向上拉動(dòng)繩子，使貨物以0.09m/s的速度勻速上升。已知工人體重為600N，貨物重為900N，貨物與地面的接觸面積為0.1m2，動(dòng)滑輪重為100N。不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，下列說法不正確的是（）A.第一次拉繩子時(shí)，工人對(duì)水平臺(tái)面的壓力為800NB.第一次拉繩子時(shí)，貨物對(duì)地面的壓強(qiáng)為4000Pa解：第一次拉繩，F(xiàn)拉1=200N，對(duì)人分析，受到重力600N，繩對(duì)人向下的拉力為200N，則臺(tái)面對(duì)人的支持力F支=G人+F拉1=800N，故A正確；n=3，則滑輪組對(duì)物體拉力為F拉物1=3×F拉1-G動(dòng)=500N，對(duì)貨物分析，受到重力900N，繩對(duì)貨物向上的拉力為500N，臺(tái)面對(duì)物體的支持力F支=G物-F拉=400N，對(duì)地壓強(qiáng)為4000Pa，故B正確；命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算（提高練習(xí)）題16.（2022北京）如圖所示，工人站在水平臺(tái)面上用滑輪組提貨物。工人第一次豎直向上用200N的力拉繩子時(shí)，貨物未離開水平地面；第二次豎直向上拉動(dòng)繩子，使貨物以0.09m/s的速度勻速上升。已知工人體重為600N，貨物重為900N，貨物與地面的接觸面積為0.1m2，動(dòng)滑輪重為100N。不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，下列說法不正確的是（）C.第二次拉繩子的過程中，該滑輪組的機(jī)械效率為90%D.第二次拉繩子的過程中，工人拉力的功率為81W解：第二次拉繩，機(jī)械效率η=W有/W總=G物h/(G動(dòng)+G物)h=G物/(G動(dòng)+G物)=90%，故C正確；臺(tái)面對(duì)物體的支持力F拉2=(G物+G動(dòng))/3=1000N/3，拉力端的速度v繩=nv物=0.27m/s，p總=F拉2V繩=1000N/3×0.27m/s=90W，故D錯(cuò)誤。D命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算（提高練習(xí)）

題17.（2022南充）某科技小組設(shè)計(jì)了一種測量渾水密度的裝置，如圖所示，A是體積為10-3m3的均勻正方體浮子，B是圓形容器，C是固定在容器底部的定滑輪，通過細(xì)繩將A與滑輪組連接。當(dāng)容器中盛有適量密度為1.0×103kg/m3的清水，連接浮子的繩子恰好不受拉力時(shí)，浮子2/5的體積浸在清水中；當(dāng)繩子末端拉力為F1時(shí)，浮子在清水中浸沒后能緩慢勻速向下運(yùn)動(dòng)：把清水換成待測渾水后，繩子末端拉力為F2=3.1N時(shí)，浮子浸沒后也能緩慢勻速向下運(yùn)動(dòng)。已知?jiǎng)踊嗁|(zhì)量為30g，g=10N/kg，不計(jì)繩子質(zhì)量，伸縮，摩擦及水的阻力則（）A.浮子的密度為0.6×103kg/m3命題點(diǎn)3：機(jī)械效率計(jì)算（提高練習(xí)）解：繩子恰好不受拉力時(shí)，浮子漂浮，2/5的體積浸在清水中，由物體的漂浮條件可知F浮=G物，即ρ水gV浸=ρ物gV物，推出V浸/V物=ρ物/ρ水=2/5，即物體密度為0.4g/cm3，故A錯(cuò)誤；

題17（2022南充）某科技小組設(shè)計(jì)了一種測量渾水密度的裝置，如圖所示，A是體積為10-3m3的均勻正方體浮子，B是圓形容器，C是固定在容器底部的定滑輪，通過細(xì)繩將A與滑輪組連接。當(dāng)容器中盛有適量密度為1.0×103kg/m3的清水，連接浮子的繩子恰好不受拉力時(shí)，浮子2/5的體積浸在清水中；當(dāng)繩子末端拉力為F1時(shí)，浮子在清水中浸沒后能緩慢勻速向下運(yùn)動(dòng)：把清水換成待測渾水