内容正文:
2025内蒙古中考·物理
《课堂讲练本》
《聚焦内蒙古中考》
《答案精析》
《15分钟限时练》
课时2 滑轮 斜面 机械效率
突破重难知识点
教材知识分点过
1
2
3
第十二讲 简单机械
一题练透一实验
4
情境试题分层练
1
滑轮及斜面
1.滑轮及滑轮组(动滑轮重力为G动)
分类
对比 定滑轮 动滑轮 滑轮组
示意图
第十二讲 课时2 滑轮 斜面 机械效率
2025内蒙古中考 物理
分类
对比 定滑轮 动滑轮 滑轮组
特点 不能省力,但能①_____________ 可以②________,但不能改变力的方向 既能③________,又能 ④_____________
实质 ⑤________杠杆 ⑥________杠杆 —
F与G的关系(不
计绳重及摩擦) F=⑦______ F=⑧____________ F=⑨____________
改变力的方向
省力
省力
改变力的方向
等臂
省力
G
(G+G动)
(G+G动)
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分类
对比 定滑轮 动滑轮 滑轮组
s与h的关系 s=⑩______ s=⑪________ s=⑫_________
v绳与v物的关系 v绳=v物 v绳=⑬________ v绳=⑭________
2.斜面
(1)特点:省力机械,省力但费⑮________;高度相同的斜面,斜面越长越⑯________。
(2)应用:避险车道、盘山公路、楼房步梯等。
h
2h
3h
2v物
3v物
距离
省力
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2
机械效率
1.三种功
(1)有用功:无论是否使用机械,必须要做的功,用W有表示。
(2)额外功:使用机械时,并非我们需要但又不得不做的功,用W额表示。
(3)总功:有用功与额外功之和,用W总表示,W总=①______________。
2.机械效率
(1)定义:物理学中,将② 与③ 的比值叫做机械效率,用字母④______表示。
W有+W额
有用功
总功
η
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(2)公式:η=⑤_______×100%。
(3)特点:a.任何机械都不省功且不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,机械效率总是⑥________1。
b.机械效率的高低与所使用机械是省力还是费力无关,与功率的大小无关。
(4)提高机械效率的方法
a.滑轮组:增加物重、减少动滑轮重、减小绳子与滑轮间的摩擦等。
b.斜面:增大斜面倾斜程度、减小摩擦等。
小于
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机械效率的相关计算
常考简单机械的机械效率计算
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[斜面类]工人师傅搭了如图所示斜面,用沿斜面向上600 N的拉力,把一个重为1 200 N的重物搬到2 m高的车上,历时30 s。已知斜面长为5 m,此过程中,搭建斜面的目的是________,工人对重物所做的有用功为__________J,拉力做的功为__________J,工人拉力的功率为________W,斜面的机械效率为________。若减小斜面的粗糙程度,斜面的机械效率将________。
1
例1题图
省力
2 400
3 000
100
80%
增大
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[竖直滑轮类]小明用两个质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为180 N的物体匀速提升了4 m,若机械效率为90%,不计绳重及摩擦,则小明所做的有用功为________J,每个滑轮重为______N。如果小明的体重为500 N,拉动过程中绳子始终未断裂,他用此滑轮组能提升的最大物重为_______N,机械效率最高可达_______。
2
例2题图
720
20
980
98%
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[水平滑轮类]如图所示,利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300 N的A物体,使A物体在10 s内向右移动了2 m,若A物体受到的摩擦力大小为20 N,拉力F大小为50 N,则:弹簧测力计的示数为________N;水平拉力F所做的功为 J,功率为 W,滑轮的机械效率为_________。
3
例3题图
20
50
5
80%
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如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
测量滑轮组的机械效率
例题图
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【设计与进行实验】
(1)实验中,除了如图所示器材和弹簧测力计外,还需要的测量仪器是__________。
刻度尺
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移
动距离s/m 机械效
率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
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(2)在实验中,应沿竖直方向________拉动弹簧测力计。
(3)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法_________(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到__________对滑轮组机械效率的影响。
【分析数据,总结结论】
(4)第1次实验中,如图1所示,弹簧测力计的示数
是________N,机械效率是__________(精确到0.1%)。
匀速
不正确
摩擦力
1.8
74.1%
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(5)由1、2两次实验数据可得出结论:______________________________ __________________。并且在使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物体越重,所做的额外功________(选填“越大”“越小”或“不变”)。
使用同一滑轮组,物重越大,
机械效率越高
越大
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移
动距离s/m 机械效
率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
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(6)由________两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低。
(7)同学们在仅改变钩码提升速度的情况下,又重复做了第1次实验,结果发现滑轮组的机械效率相较第 1 次实验________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
2、3
不变
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移
动距离s/m 机械效
率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
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【交流与评估】
A.增加所提物重 B.减轻机械自重
C.机械加润滑油 D.增加重物上升的高度
D
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移
动距离s/m 机械效
率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
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(9)小明通过分析表格中的数据,得到了提高滑轮组机械效率的方法,汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义,请你指出以下三种提高效率的方法中,方法______是与本实验1、2所得结论同理。
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量坐满人员
方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重量。
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑。
一
实验
次数 钩码重
力G/N 提升高
度h/m 绳端拉
力F/N 绳端移
动距离s/m 机械效
率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
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一、选择题
1. [2024盐城]下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A
B
C
D
A
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2. [2024内江]如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系为( )
A.F1>F2
B.F3>F4
C.F1<F4
D.F1=F2=F3=F4
第2题图
D
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3. [2024宿迁]如图所示的小型起重机,某次吊起重为6×103 N的物体,电动机的拉力为4×103 N,用时20 s,使物体上升了5 m。则通过动滑轮( )
A.做的有用功为6×104 J
B.拉力做功的功率为2×103 W
C.做的总功为2×104 J
D.机械效率为66.7%
第3题图
B
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4. [2024聊城]建筑工地上,工人用如图所示的装置将重
为300 N的建材从地面匀速运送到离地面8 m的高处,所
用时间为40 s。已知动滑轮重为40 N,不计滑轮组的绳
重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.工人做的总功为2 400 J
B.工人拉力的功率为60 W
C.此过程中该装置的机械效率约为88%
D.可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
第4题图
C
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5. [2024河南]如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率小
第5题图
C
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6. [2024眉山]如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F,将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是( )
A.拉力做功为3 J
B.物体受到摩擦力为1.5 N
C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变
D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75%
第6题图
D
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二、填空题
7. [2024陕西]工人利用如图所示装置提升物料,该装置中
的滑轮为_______滑轮。已知滑轮重80 N,货篮重120 N,
不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉
力为________N。若绳子能承受的最大拉力为520 N,
每根钢条重100 N,该装置匀速提升钢条时,所能达到的
最大机械效率为_________。
第7题图
动
100
80%
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8. [2024甘肃]将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60 N,B重10 N,则A所受地面的摩擦力为_______N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为_______N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
第8题图
20
40
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三、综合应用题
9. [2024绥化]如图甲,质量为40 kg的货物静止在水平地面上,与地面的接触面积是800 cm2,如图乙,工人用250 N的拉力F,将货物用滑轮组匀速提升到3 m高的二楼,此过程中货物上升的速度是0.2 m/s,g取10 N/kg,求:
第9题图
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(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压强。
(2)工人用滑轮组提升货物时做功的功率。
(2)由图乙可知,n=2,绳端移动的速度 v=nv物=2×0.2 m/s=0.4 m/s
工人用滑轮组提升货物时做功的功率
P===Fv=250 N×0.4 m/s=100 W
解:(1)货物静止在水平地面上时,对地面的压力
F压=G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N
对地面的压强 p===5 000 Pa
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(3)滑轮组的机械效率。
(4)为提高该滑轮组的机械效率,请你提出一条合理建议。
(3)滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%
(4)为提高该滑轮组的机械效率,可增大提升货物的重力。
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1. [2024北京改编]用某滑轮组提升重物时,绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示,在20 s内绳子自由端竖直匀速移动16 m,重物竖直匀速上升4 m。已知动滑轮总重100 N,提升的物体重800 N。关于该过程,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端拉力的功率为200 W
B.额外功为400 J
C.绳子自由端拉力的大小为1 000 N
D.滑轮组的机械效率约为88.9%
第1题图
A
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2. [2024遂宁]修建房屋时,质量为60 kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15 s内将重为480 N的建材匀速提升了3 m,每个滑轮重20 N,不计滑轮摩擦和绳重,g取10 N/kg。下列结论正确的是( )
A.工人拉动绳子的速度为0.2 m/s
B.工人对绳子拉力的功率为50 W
C.此装置的机械效率为96%
D.若工人脚与地接触面积共400 cm2,则他对地的
压强为1.5×104 Pa
第2题图
C
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3. [2023宜昌]如图为某景区的盘山公路,汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大__________。一辆总重为1×105 N的汽车经过某一长为200 m的路段时,竖直高度上升了20 m,如果汽车的牵引力恒为2.5×104 N,此过程中盘山公路斜面的机械效率为________。
第3题图
牵引力
40%
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1.《课堂讲练本》“一题练透一实验”栏目先梳理实验核心,例题按照实验要素进行训练,并渗透内蒙古中考新趋势,增加【实验迁移——情境变式练】,做到一题练透一实验。
2.《聚焦内蒙古中考》精选内蒙古各盟市中考真题,特设【归类整合】【变式训练】【拓展训练】,练透内蒙古中考。
3.《15分钟限时练》:基础题组合练,限时训练,方便测试,提高答题速度。
机械类型
图示
有用功
总功
额外功
机械效率(n为承担动滑轮的绳子段数)
滑轮组
沿竖直方向提升重物
物体被提升的高度为h,绳端移动距离为s
W有=Gh
W总=Fs
W额=Fs-Gh;
不考虑绳重和
摩擦时还有W额=G动h
η=×100%=×100%=× 100%;
不考虑绳重和摩擦时还有η=× 100%
机械类型
图示
有用功
总功
额外功
机械效率(n为承担动滑轮的绳子段数)
滑轮组
沿水平方向移
动物体
物体所受水平面的摩擦力为f
W有=fs物
W总=Fs绳
W额=Fs绳-
fs物
η=×100%=×100%=×100%
斜面
W有=Gh
W总=Fs
W额=Fs-
Gh=fs
η=×100%=×100%
(8)机械效率是机械性能好坏的重要标志,结合生产生活实际,分析实验数据可知,下列提高机械效率的措施不可行的是______。
$$