滑輪

斜面

機械效率第2節(jié)知識精講2考點清單四川近年真題及拓展1重難點突破實驗突破—科學探究素養(yǎng)提升3實驗

測量滑輪組的機械效率

命題點1滑輪、滑輪組的相關(guān)計算(綿陽6年4考；宜賓6年3考)

1．(2020綿陽22題3分)將一個定滑輪和掛有一個重6N鉤碼的動滑輪分別組裝成如圖甲和圖乙所示的兩種滑輪組．在圖甲滑輪組，用大小為3.6N的豎直向下的拉力F1把鉤碼勻速提升了0.3m；在圖乙滑輪組，用豎直向上的拉力F2把鉤碼勻速提升了0.6m．不計摩擦和繩重．設圖甲滑輪組的機械效率為η甲，圖乙滑輪組的機械效率為η乙，則(

)A.η甲>η乙

B.η甲<η乙

C.η甲≈55.5%D.η乙≈83.3%(素材來源于RJ八下P83圖12.2－4)D四川近年真題及拓展2．(2023綿陽20題3分)用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2.不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑．則F1與F2的大小關(guān)系是(

)A.F1＝F2B.F2<F1<2F2C.F1＝2F2D.F1>2F2D3．[2023綿陽25(3)題4分]如圖是某建筑工地上提升建筑材料的滑輪組示意圖，其動滑輪質(zhì)量

15kg，某次提升材料質(zhì)量240kg，材料在空中靜止時，摩擦影響很小，繩很輕，可以不考慮，則豎直向上的拉力F＝________N；豎直向上勻速提升材料，摩擦影響較大，實際所用的拉力大小是1000N，并將材料提升了10m高，則滑輪組的機械效率是________．(取g＝10N/kg)85080%4．[2022綿陽25(5)題4分]如圖所示，小麗用三個均重10N的滑輪組成的滑輪組以1m/s勻速起吊重470N的物體，物體上升5m，不計繩的重力及一切摩擦．繩的拉力F＝______N；滑輪組的機械效率為________．12594%5.(2021宜賓28題11分)“塔吊”是建筑工地常用的起重設備．如圖甲，AC為一簡易“塔吊”的水平臂，A端裝有配重體P，它的質(zhì)量為4噸，在水平臂B、C間安裝有可移動的滑輪組(繞法如圖乙)，滑輪組的鋼絲繩繞在電動卷揚機的軸上．已知AB＝10m，BC＝40m，若塔身的寬度和鐵架、鋼繩、滑輪組重力及摩擦均不計，g取10N/kg.(1)求配重體P的重力大??；解：配重P的重力Gp＝mPg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N(2)當滑輪組位于C端時，為了安全起吊，求該“塔吊”恰能吊起貨物的質(zhì)量；(3)某次操作中，滑輪組在BC間安全吊起質(zhì)量為1.5噸的貨物，勻速上升60m，求滑輪組上的鋼繩的水平拉力F大小；由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可得，Gp×AB＝m貨g×BC代入相關(guān)數(shù)據(jù)得4×104N×10m＝m貨×10N/kg×40m解得，吊起貨物的質(zhì)量m貨＝1000kg由圖乙可知，承擔動滑輪繩子的段數(shù)n＝3鋼繩的水平拉力F＝

G物＝

m物g＝

×1.5×103kg×10N/kg＝5×103N(4)在上第(3)小問中，如果電動卷揚機的效率是90%，求配套電動機消耗的電能．鋼繩自由端移動的距離s＝nh＝3×60m＝180m卷揚機做的總功W總功＝Fs＝5×103N×180m＝9×105J電動機消耗的電能

其他地市真題精選6．(2020樂山16題2.5分)如圖所示，利用滑輪組在4s內(nèi)將一重為9N的物體勻速向上提升了10cm，拉力為4N，不計一切摩擦和繩重(g取10N/kg).下列說法正確的是(

)A.動滑輪重力為5NB.滑輪組的機械效率為75%C.拉力所做的功為0.4JD.拉力的功率為0.4WB7.(2020德陽16題3分)如圖所示，當水平拉力F＝5N時，恰好可以使物體A沿水平地面向左做勻速直線運動，已知物體A重為10N，所受地面的摩擦力為8N，若在10s時間內(nèi)，物體A水平移動了2m，不計繩和滑輪的自重，則在此過程中(

)A.拉力F的功率為1WB.拉力F做功為10JC.物體A重力做功為20JD.

滑輪組的機械效率為80%D8.(2021涼山州32題4分)如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪勻速拉動水平地面上重300N的A物體，使A物體在10s內(nèi)向右移動了2m，若A物體受到的摩擦力大小為20N，拉力F大小為50N，則：彈簧測力計的示數(shù)為________；水平拉力F所做的功為________，功率為________；滑輪的機械效率為________．20N50J5W80%9.(2021德陽24題4分)用如圖所示滑輪組拉動物體A在粗糙的水平面上運動，不計繩和滑輪的自重．當F為20N時，物體A在水平面上做勻速直線運動，此時物體A受到地面的摩擦力為30N，則滑輪組的機械效率是________．當F增大到50N時，物體A受到地面的摩擦力為________N.75%3010.(2021自貢26題2分)用圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓，每件貨物重為100N，每次運送的量不定，圖乙記錄了在整個過程中滑輪組的機械效率隨貨物重力增加而變化的圖像，則動滑輪重為______N；當某次運送4件貨物時，滑輪組的機械效率為________%(不考慮繩重和摩擦)．1008011.(2021樂山39題6分)工人用如圖所示裝置從水井中勻速吊起一個重為800N的物體，所用拉力F為250N，20s內(nèi)物體上升了6m(物體的上表面始終未露出水面)，已知動滑輪重20N，繩重及摩擦均忽略不計．求：(1)20s內(nèi)繩子自由端A移動的距離；(2)拉力F做功的功率；解：由圖可知n＝2，20s內(nèi)繩子自由端A移動的距離s＝nh＝2×6m＝12m拉力F做的功W＝Fs＝250N×12m＝3000J拉力F做功的功率(3)物體在水中所受浮力的大小．物體受到的拉力F拉＝nF－G動＝2×250N－20N＝480N由受力分析可知，物體在水中受到的浮力大小為F?。紾物－F拉＝800N－480N＝320N命題點2斜面的相關(guān)計算12．(2023綿陽18題3分)如圖所示，斜面長20m、高10m，固定在水平地面上．一位同學用平行于斜面向上40N的拉力，在20s內(nèi)把重60N的物體沿斜面向上勻速拉動了10m．在此過程中(

)A.斜面的機械效率是66.7%B.斜面的機械效率是75%

C.該同學對物體做功的功率是10WD.該同學對物體做功的功率是30WB13．[2022綿陽25(3)題4分]如圖所示，甲用90N的拉力，乙用50N的推力，在30s內(nèi)共同使一輛小車從一個傾角為30°長為60m的斜坡底端勻速運動到頂端．甲乙二人對小車做功________J，甲對小車做功的功率為______W.8400180其他地市真題精選14．(2020南充20題2分)如圖所示，用沿斜面向上大小為4N的拉力，將一個重5N的物體從斜面底端勻速拉至頂端．已知物體沿斜面上滑的距離為5m，上升的高度為3m，則物體受到的摩擦力為______N，斜面的機械效率為________．175%命題點3測量滑輪組的機械效率15．(2022綿陽33題8分)某小組同學測量滑輪組的機械效率．實驗步驟有：(ⅰ)按照如圖所示安裝滑輪組，測鉤碼重力G并記鉤碼和繩端位置；(ⅱ)用彈簧測力計緩慢拉動繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s；(ⅲ)記錄實驗數(shù)據(jù)填入表格中(表格略)；(ⅳ)多次改變鉤碼的數(shù)量，重復上述實驗；(ⅴ)用動滑輪質(zhì)量不同的兩個滑輪組吊相同的鉤碼，分別測機械效率；(ⅵ)分析測量結(jié)果，討論影響機械效率的因素．回答以下問題：(1)除了如圖所示器材和彈簧測力計外，還需要的器材是________．(2)滑輪組機械效率的計算公式是η＝___________(用直接測得的物理量符號表示)．刻度尺(3)關(guān)于影響滑輪組機械效率的因素，該小組同學討論后得到以下認識，你認為正確的有________(填序號，可能不止一項正確)．A.在相同情況下，摩擦越大，機械效率越小B.在相同情況下，摩擦越大，機械效率越大C.忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機械效率相同D.忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，則機械效率相同E.忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機械效率越大F.忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機械效率越小AE命題點4斜面相關(guān)實驗(綿陽2021.35)16.(2021綿陽35題8分)用如圖所示裝置探究斜面省力大小及機械效率是否與斜面傾角、表面粗糙程度有關(guān)．甲、乙斜面傾角相等，與丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，與乙的不相同．先用彈簧測力計豎直向上勻速緩慢提升重物0.24m高，彈簧測力計示數(shù)F0＝20.0N；再分別在三個斜面上沿斜面向上勻速緩慢拉動這個重物到同一高度，彈簧測力計示數(shù)和斜面長度如下表所示．次數(shù)斜面彈簧測力計示數(shù)F/N斜面長度L/m省力大小ΔF/N(ΔF＝F0－F)機械效率η/%1甲17.40.30？92.02乙18.20.301.887.93丙14.00.406.0？根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)斜面甲省力大小ΔF甲＝________N；(2)斜面丙的機械效率η丙＝________%；2.685.7(3)比較甲、乙實驗結(jié)果，可以認為________；比較甲、丙實驗結(jié)果，可以認為________．(選填序號，有可能不止一項正確)A.斜面省力大小與斜面傾角有關(guān)B.斜面省力大小與斜面表面粗糙程度有關(guān)C.斜面省力大小與斜面傾角和表面粗糙程度都有關(guān)D.斜面機械效率與斜面傾角有關(guān)E.斜面機械效率與斜面表面粗糙程度有關(guān)F.斜面機械效率與斜面傾角和表面粗糙程度都有關(guān)BEAD簡單機械滑輪杠桿定義五要素平衡條件：F1L1=F2L2杠桿的分類定滑輪動滑輪滑輪組定義計算公式理解機械效率功的分類其他簡單機械有用功額外功總功知識精講考點清單一、滑輪滑輪圖示定義實質(zhì)特點F移動距離(s)和G移動距離(h)的關(guān)系拉力(F)和重力(G)的關(guān)系定滑輪軸的位置固定不動的滑輪_____杠桿可以______________，但不省力________________(忽略繩重及摩擦)等臂改變力的方向s＝hF＝G滑輪圖示定義實質(zhì)特點F移動距離(s)和G移動距離(h)的關(guān)系拉力(F)和重力(G)的關(guān)系動滑輪軸的位置隨被拉物體一起運動的滑輪

_____杠桿可以_____，但不改變力的方向________________(忽略動滑輪重，忽略繩重及摩擦)省力省力s＝2h滑輪圖示定義實質(zhì)特點F移動距離(s)和G移動距離(h)的關(guān)系拉力(F)和重力(G)的關(guān)系滑輪組把定滑輪和動滑輪組合在一起構(gòu)成滑輪組

/既可以________又可以________________________(n為動滑輪上承擔物重的繩子段數(shù))___________(n為動滑輪上承擔物重的繩子段數(shù)，忽略繩重及摩擦)溫馨提示：注意題干中動滑輪的自重是否忽略．省力改變力的方向s＝nh二、其他簡單機械：輪軸和斜面也屬于簡單機械，并且都是省力機械．三、功的分類1、有用功：無論是否使用機械，必須要做的功，用W有表示．2、額外功：使用機械時，克服動滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做的一些功，用W額表示．3、總功：________與________之和，用W總表示．四、機械效率1、定義：物理學中，將________跟________的比值叫做機械效率，用符號________表示．2、計算公式：____________．注：機械效率通常用百分數(shù)表示．有用功額外功有用功總功η機械圖示有用功總功機械效率W有＝____，G為物重，h是物體上升的高度W總＝____，F(xiàn)是拉力，s為繩端移動的距離，s＝______，n為承擔物重的繩子段數(shù)η＝＝________＝W總＝FL，F(xiàn)是拉力，L為拉力移動的距離η＝＝________GhFsnh3、理解(1)使用任何機械都不能省功．使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是________總功，所以機械效率總是小于1.(2)豎直方向的滑輪組(忽略繩重及摩擦):根據(jù)知，滑輪組的機械效率與物體所受重力和動滑輪自重有關(guān)．物體越重，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越大．小于微點診斷判斷下列說法的正誤．(1)功率越大的機械，機械效率一定越高(

)(2)省力杠桿的機械效率比費力杠桿的機械效率大(

)(3)利用斜面可以省功(

)(4)增大斜面的傾斜程度，斜面的機械效率不變(

)(5)任何機械設備的效率總小于1(

)(6)減小機械內(nèi)部摩擦可以提高其機械效率(

)(7)動滑輪既能省力又能改變力的方向(

)(8)提高機械效率可以通過減小提升重物的重力來實現(xiàn)(

)××××√√××重難點突破方法指導常見的滑輪類型分析圖示物體受力滑輪受力分析(不計摩擦)

水平方向受力水平方向受力F與G或f的關(guān)系2F＝G＋G動F＝2G＋G動2F＝fF＝2f距離關(guān)系s繩＝2s物s繩＝s物s繩＝2s物s繩＝s物速度關(guān)系v繩＝2v物v繩＝v物v繩＝2v物v繩＝v物滑輪機械效率相關(guān)計算一題多設問例1

圖是某工地施工時用于提升重物的滑輪組，工人作用在繩子自由端的大小為160N的拉力F，在10s內(nèi)將重為400N的重物在豎直方向上勻速提升2m(忽略繩重及摩擦)．(1)繩子自由端移動的距離為________m，速度為________m/s；(2)動滑輪重________N；(3)在10s內(nèi)拉力F做的有用功為________J；(4)拉力F所做的總功為________J；(5)拉力F做功的功率為________W；(6)提升重物的過程中所做的額外功為________J；(7)滑輪組的機械效率為________．60.6808009609616083.3%一題多設問例2

小強利用如圖所示的滑輪組去拉物體，使重為2000N的物體A在3s內(nèi)沿水平方向勻速移動了6m，若A所受地面的摩擦力

f＝600N，小強所用拉力F＝250N.(1)物體移動的速度是________m/s；(2)拉力F做功的功率為________W；(3)小強做的有用功為________J；(4)小強做的總功為________J；(5)小強做的額外功為________J；(6)該裝置的機械效率為______．215003600450090080%實驗突破—科學探究素養(yǎng)提升實驗測量滑輪組的機械效率(綿陽2022.33)一題多設問例某小組在“測量滑輪組機械效率的實驗”的實驗裝置如圖所示.設計與進行實驗(1)除了如圖所示器材和彈簧測力計外，還需要的器材是________(選填序號).A.刻度尺B.秒表C.溫度計A(2)實驗中應沿豎直方向________緩慢拉動彈簧測力計.(3)小組某同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)．你認為他的想法________(選填“正確”或“不正確”)，理由是__________________________________________________.勻速不正確他沒有考慮到摩擦力(或摩擦)對滑輪組機械效率的影響(4)小組成員測得數(shù)據(jù)如下表所示，請將表中的數(shù)據(jù)填寫完整，分析表中數(shù)據(jù)可知第4次實驗是用______(選填“丙”或“丁”)圖所示裝置做的實驗.實驗次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.4____丁80%分析與論證(5)通過比較________(填寫實驗次數(shù))兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”).1、2無關(guān)實驗次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.4____80%(6)