3.4 简单机械（滑轮与机械效率）-2023-2024学年浙教版九年级上册科学

3.4 简单机械——滑轮与机械效率 学习目录 目录 模块一 知己知彼 1 模块二 知识掌握 2 知识点一、滑轮的分类与作用 2 知识点二、使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动) 5 知识点三、滑轮组 7 知识点四、机械效率 9 知识点五、斜面的机械效率 12 模块三 巩固提高 14 知识重点 模块一 知己知彼 学习目标 目标解读 1.了解定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点和实质，知道杠杆使用过程中能量转化。 2.理解机械效率，识别有用功、额外功和总功，区别机械功率和机械效率，学习测量计算简单机械的机械效率。 解读1:知道定滑轮和动滑轮的特点，知道滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组的特点能使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单的问题，常见题型为选择题、填空题、实验探究题和解答题，难度稍大。 解读2:会解决滑轮、杠杆等简单机械与压力、摩擦力等力学综合问题，常见题型为选择题解答题,难度较大。 模块二 知识掌握 知识点一、滑轮的分类与作用 （一）滑轮的定义 滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子 （二）滑轮的分类和作用 使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成 和 两类。 定滑轮 动滑轮 定义 轴固定不动 轴随物体一起移动 特点 不省力，不省距离，但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离，并且不能改变力的作用方向 应用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮 （三）定滑轮和动滑轮的实质 (1)定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图所示，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个 杠杆。 (2)动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点o在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。 【能力拓展】 例：用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体,拉力F的f的值 题图可知：拉力F的方向不是竖直向上的，则力F的力臂将不再是动滑轮的直径，而是小于直径，如图所示，根据杠杆的平衡条件FL=（G+G轮）r， [例题1] （2023•海曙区校级一模）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用这个滑轮能省力 B．甲拉力大小等于乙拉力大小 C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功 D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 [例题2] （2021秋•衢江区期末）如图为动滑轮，它相当于一个 杠杆，若用它将总重为1牛的钩码匀速提高2米，不计轮和绳重以及滑轮与绳子之间的摩擦，则弹簧测力计示数为 牛。 [例题3] （2022秋•温州期末）小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（　　） A． B． C． D． [例题4] （2023春•婺城区校级月考）如图所示，小华用动滑轮提起200N的物体使其匀速上升5m，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人对绳子的拉力为 N，实际测量出拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N的物体。 知识点二、使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动) 定滑轮 动滑轮 图示 表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2 【能力拓展】 使用定滑轮提升物体时，拉力F无论沿什么方向拉，拉力大小均等于物体的重力;使用动滑轮提升物体，只有拉力方向竖直向上时，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考虑摩擦、绳重和动滑轮重) [例题5] （2021秋•舟山期末）物体A在大小为2N的水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上做匀速直线运动，如图所示。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的自重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（　　） A．此滑轮是定滑轮 B．拉力F做功的功率为0.4瓦 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．物体A受到地面的摩擦力是4N [例题6] （