3.4.3简单机械--滑轮与机械效率（讲义）-2023-2024学年九年级科学上册讲练课堂（浙教版）

浙教版九年级上册第三章第四节 简单机械--滑轮与机械效率 【知识点分析】 一.滑轮 1.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。 2.滑轮的实质：类似于一个变形的杠杆，受力可根据杠杆平衡原理分析。 2.滑轮的分类： （1）定滑轮：轴固定不动 ①特点：类似于一个等臂杠杆，不省力，不费距离，可改变力的方向 ②应用：旗杆顶部滑轮，用来改变力的方向的装置 （2） 动滑轮：轴随着物理一起运动 ①特点：类似于一个省力杠杆，动力臂为阻力臂的二倍，省一半的力，费二倍距离 ②应用：各种省力装置的滑轮 【注意】 1. 对于滑轮的受力分析最好使用受力平衡，一直动滑轮定滑轮有时会影响判断 2. 并非不动的一定是定滑轮，如人在船上通过滑轮拉船 二.滑轮组 1.滑轮组的定义：由若干个定滑轮和若干个动滑轮组合成滑轮组；同时具备定滑轮和动滑轮的特点。 2.依据受力平衡可得：使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一；即F=1/n (G物+G动) 。 3.特点：既能改变力的大小，又能改变力的方向 4.如有n股绳与下端滑轮连接则（nF=G物+G动）绳端移动速度为滑轮移动速度的n倍 5.横向的滑轮依据受力平衡进行分析，运动的速度大小可依据滑轮组分析 三.机械效率 1.相关物理量的意义： (1)有用功:人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。 (2)额外功:利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。 (3)总功:人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外 2.机械效率： （1）定义：有用功跟总功的比值，公式η＝×100% （2）增大效率的方法： ①有用功不变，减小无用功 ②无用功不变，增大有用功 ③减小无用功，增大有用功 3.滑轮组的机械效率：η＝Gh/FS = G物/（G物+G动） 一.斜面 1.斜面定义：与水平面成倾斜的光滑平面，称为斜面 2.斜面本质：增大了做功的距离，从而起到了省力的作用 3.假设光滑无摩擦的斜面：（W总=FS=Gh） （1）斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之几。 （2）要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力。 4.有摩擦力的斜面（机械能守恒）：（W总 = FS = Gh + fL ） 5.常见的斜面：盘山公路，螺丝的螺纹，倾斜的轨道 【例题分析】 一、选择题 1．用如图所示的滑轮组来提升重物，质量为100kg的物体在10s内被匀速提升1m，已知拉绳子的力F为400N，下列说法正确的是（　　）    A．有用功为1200J B．动滑轮重为200N C．拉力F做功功率为120W D．此滑轮组的机械效率为 2．用如图所示的滑轮组，用300N的拉力F在20s内将重500N的箱子匀速提升到6m高的楼上，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）    A．绳子自由端移动的速度是 B．拉力F做的有用功是1800J C．此滑轮组的机械效率为 D．拉力F的功率为180W 3．如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在实验中（　　）      A．物体A的重力为30N B．绳子自由端的拉力F为8N C．绳子自由端拉力的功率为3W D．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低 4．如图所示的滑轮组提升100N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子10s将重物提升2m，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　）    A．自由端拉力F为40N B．拉力的功率是12W C．顶部与定滑轮相连的绳子拉力为140N D．该滑轮组的机械效率约83.3% 5．近年来我国为了改善百姓的居住条件，对老旧小区进行了改造。如图所示，是一名工人利用滑轮组匀速移动重为3500N的建材，手的拉力为1000N，物体的移动速度为0.1m/s，用时10s，物体受到地面的摩擦力为1600N，不计绳重和滑轮组的摩擦，下列正确的是（　　）    A．绳子自由端拉力F的功率为100W B．动滑轮重400N C．此工人的质量可以小于100kg D．该滑轮组的机械效率为89.7% 6．小明陪叔叔修摩托车时发现店里使用了如图所示的一种由滚轴和绳子组装的特殊机械，维修师傅借助这种装置可以将较重的摩托车很轻便地搬运到2楼上面，若提升摩托车的过程中不计摩擦，下列说法正确的是（　　）    A．可以把A、B简化成定滑轮 B．人将绳子拉过一米时，物体上升2米 C．若提升重物的质量增大时，滑轮组的机械效率也变大 D．利用该装置能省力但