2024年中考物理一轮复习——专题14 滑轮、斜面和机械效率

专题14 滑轮、斜面和机械效率 学习目标： 1. 掌握滑轮组的组装和绳子的绕法； 2. 掌握竖直面上滑轮组的机械效率的相关计算方法； 3. 掌握水平面上滑轮组的机械效率的相关计算方法； 4. 掌握斜面效率的相关计算方法； 5. 掌握含滑轮组装置的复杂机械效率的计算方法； 知识点1：机械效率 1. 机械效率 （1）总功：人或机械设备（或绳端或自由端）拉力做的功。 （2）有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功。 （3）额外功：机械设备克服自身重力或阻力做的功。 （4）机械效率：有用功与总功的比值叫作机械效率。 公式为： 2. 机械效率的理解 （1）机械效率是有用功在总功中所占的比例，其大小是由有用功和总功共同决定的，在比较机械效率大小时，可采用控制变量法，相同时，越大，越小；相同时，越大，越大。 （2）判断有用功和额外功，必须抓住工作的目的，为达到目的必须做的功就是有用功，但对我们没有用而不得不做的功就是额外功。并要注意工作目改变了，有用功和额外功也要发生变化。 （3）提高机械的机械效率的方法：改进机械结构，尽量减小机械自重，合理使用机械，按规定进行保养以减小摩擦。 （4）需要注意的几个问题： ①机械效率只有大小没有单位； ②由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示； ③机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。 知识点2：滑轮 比较 分类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图 定义 中间的轴________的滑轮 和重物一起_______的滑轮 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组 实质 _______杠杆 动力臂为阻力臂倍的杠杆 特点 不能__________但是能改变_________ 能省_________的力，但不能改变________ 在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F＝__________ 距离的关系 ___________ ____________ ______________ 知识点3：斜面与轮轴 1.斜面 （1）示意图 （2）定义：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面 （3）特点：省力机械 （4）应用：螺旋、楼梯、盘山公路等 2.轮轴 （1）示意图 （2）定义： 由____和_____组成，能绕共同轴线转动的 _________叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴 （3）特点： 能够连续旋转的______，支点就在______，轮轴在转动时轮与轴有相同的___________ （4）应用：方向盘、水龙头、扳手 【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴. 考点1 滑轮组的组装 1. 绳子的绕法：从外向里绕，最终会绕在最里面滑轮的挂钩上（从动滑轮开始绕，绳子多一股，更省力） 2. 判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几.如图甲、乙所示. 考点2 竖直方向滑轮组及其相关计算 竖直方向匀速提升物体时： ， 忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：， 滑轮组的机械效率：。 考点3 水平方向滑轮组及其相关计算 水平方向匀速拉物体时如图所示： 滑轮组的机械效率：。 考点4 斜面及其相关计算 物体在粗糙斜面上匀速被拉动： 中考真题 1．（2023·江苏连云港·中考真题）下列关于机械效率的说法正确的是（    ） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高 2．（2023·辽宁丹东·中考真题）如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）    A．经过5s，物体被提升1m B．经过5s，小潘做的有用功为5J C．小潘对绳子的拉力F大小为4N D．此过程中该动滑轮的机械效率为80% 3．（2023·重庆·中考真题）在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250N的拉力，将450N的重物匀速提升2m，用时10s。则（　　） A．重物上升的速度为0.4m/s B．动滑轮做的有用功为1000J C．工人的拉力的功率为90W D．动滑轮的机械效率为90% 4．（2023·湖南岳阳·中考真题）小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，关于提升过程描述正确的是（　　） A．做的有用功为900J B．拉力F做功的功率为54W C．机械效率为60% D