第02单元　第16课时　滑轮、斜面及机械效率课件2025年中考物理一轮复习（江西专版）

教材梳理　夯实基础 实验突破　提升素养 第二单元　力学 第16课时　滑轮、斜面及机械效率 考向探究　培养能力 考点一 滑轮、滑轮组 等臂杠杆 项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图 实质:　　　 　,  特点:　　 　  　　　　　 　  实质:　　　 　,  特点:　　 　  　　　　　 　    可改变力的方 向,不能省力 省力杠杆 不可改变力的方 向,但可省一半的力 教材梳理　夯实基础 返回目录 2 (续表) 项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组 力、速度、 距离的关系 F1=G,v1=v2,s=h F1=　　　　,  v1=　　　　,  s=　　　  F1=　　　　,  v1=　　　　,  s=　　　  　 2v2 2h 　 3v2 3h 教材梳理　夯实基础 返回目录 1.工人为了把较重的货物装入运输车,设计了如图16-1所示提升货物的装置。若货物重400 N,每个滑轮重40 N,10 s内把货物匀速提升2 m,则他所用的拉力为　　　　N,绳子自由端移动的速度为　　　 　m/s。(不计绳重及摩擦)  基础配练 图16-1 220 0.4 教材梳理　夯实基础 返回目录 名称 斜面 轮轴 示意图 定义 　斜面是一种可以　　　的简单机械,但必须多移动　　　  　由轮和轴组成,能绕固定轴转动的简单机械 考点二 斜面、轮轴 省力 距离 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 名称 斜面 轮轴 原理 (不计 摩擦) 　FL=Gh,由公式可知,高度相同时,斜面越长越　　  　,轮轴是可以连续转动的杠杆,动力F1若作用在轮上可省力,若作用在轴上则费力 应用 　螺旋楼梯、盘山公路、螺丝钉 　方向盘、水龙头、扳手 省力 教材梳理　夯实基础 返回目录 2.如图16-2甲所示是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置,称为辘轳,图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看成杠杆,其支点在　 　(选填“A”“B”或“C”)点,此时辘轳属于　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。如图丙所示,现代家庭中有的 水龙头的开关也应用了同样原理,选用　　　(选 填“①”或“②”)作为水龙头的开关效果更好。  基础配练 图16-2 B 省力 ① 教材梳理　夯实基础 返回目录 三种 功的 概念 有用功 　我们需要的、有价值的、必须要做的功,叫有用功,用 W有表示 额外功 　对人们既无利用价值又不得不做的功,叫额外功,用W额表示 总功 　有用功与额外功之和是总共做的功,叫总功,用W总表示; 　W总=　　　　　　  机械 效率 定义 　物理学中,将有用功跟总功的　　　　,叫机械效率,用符 号η表示,η=　　　　　  考点三 机械效率 W有+W额 比值 教材梳理　夯实基础 返回目录 (续表) 机械 效率 说明 　任何机械都不可避免地做额外功,有用功总是　　　　总功,因此η总小于1,也就是说,使用任何机械都不能省功,这就是机械功原理  意义 　机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量,但机械效率的高低与使用机械是否省力　　　　(选填“有关”或“无关”) 提高 方法 　①减小机械间的摩擦(加润滑油); 　②减小机械的自重; 　③增大物重(斜面还可以增大倾角) 小于 无关 教材梳理　夯实基础 返回目录 3.林红同学用水桶从井里提水,她用力将水和桶拉了上来,则她对水做的功是　 　　 ,对桶做的功是　 　　,她用力做的功是　　　　。(均选填“总功”“有用功”或“额外功”)  4.如图16-3所示,用滑轮组将重为540 N的重物匀速提升2 m,所用拉力F为200 N,则滑轮组的机械效率为　　　;如果要提高滑轮组的机械 效率,你的做法是　　　　　　　　　　　。(答出一条即可)  基础配练 图16-3 有用功 额外功 总功 90% 增加提升物体的重力 教材梳理　夯实基础 返回目录 模型 有用功 总功 机械效率 W有=　　　  W总=　　　  η==　　　  W有=　　　  W总=　　　  η==　　　  W有=　　　  W总=　　　  η==　　　  考点四 不同模型机械效率的计算方法 Gh Fs fs FL Gh Fs 教材梳理　夯实基础 返回目录 5.(2024眉山)如图16-4所示是小龙“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.物体受到的摩擦力为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% 基础配练 图16-4 D 教材梳理　夯实基础 返回目录 [解析]h=0.5 m,s=2×0.5 m=1 m,拉力做的有用功为W有=Gh=6 N× 0.5 m=3 J;拉力做的总功为W总==4 J,A不符合题意;物体受到的摩擦力为f==1 N,B不符合题意;在匀速拉动过程中,动能不变,重力势能变大,物体的机械能变大,C不符合题意;若以2 m/s的速度匀速拉动物体,有用功、额外功、总功不变,斜面机械效率不变,仍为75%,D符合题意。 教材梳理　夯实基础 返回目录 突破一 测量滑轮组的机械效率 如果视频无法正常播放，可以在实验视频文件夹中打开原视频 温馨提示| 实验突破　提升素养 返回目录 14 【实验装置】如图16-5所示。 η= 图16-5 【实验原理】　　　　　　　　　。  实验突破　提升素养 返回目录 【仪器作用】 1.弹簧测力计:测物体所受重力G和拉力F,弹簧测力计测拉力的时候要沿着 　　　　方向　　　　拉动绳子,此时拉力等于弹簧测力计的示数。  2.刻度尺:测物体升高的高度h和绳子自由端移动的距离s。 图16-5 竖直 匀速 实验突破　提升素养 返回目录 【实验方法】控制变量法。 3.探究滑轮组机械效率与所提升物重的关系:控制同一滑轮组,改变            　　　　　　　。 4.探究滑轮组机械效率与动滑轮所受重力的关系:控制钩码的个数相同,改变  　 。  5.探究滑轮组机械效率与物体被提升高度的关系:控制同一 滑轮组,控制钩码的个数相同,改变　　　　　　　 　。  图16-5 钩码的 个数(或物重) 动滑轮所受重力 钩码上升的高度 实验突破　提升素养 返回目录 【实验结论】 6.同一滑轮组,提升的物体越　　　　,机械效率越高。  7.不同滑轮组提升同一重物,动滑轮越轻(个数少或质量小),机械效率越　　。 8.滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度、绳子的段数及省费力情况均　　　关。  9.提高滑轮组机械效率的方法:①          ; ②　　　　　　 　　　　;③　　　　　　　　等。  图16-5 重 高 无 增大被提升物体所受重力 减小动滑轮所受重力 减小绳重和摩擦 实验突破　提升素养 返回目录 【交流与讨论】 10.在弹簧测力计静止时读数的错误原因:没有考虑　　　　对滑轮组机械效率的影响。  11.可以省略的工具是　　　　　,省略后用　　　　　计算机械效率,反而能够提高精准度。  12.增大物重时额外功同时变大的原因:增大物重时滑轮与 轴之间的摩擦力增大,克服摩擦力做的额外功增加。 13.实验过程中若未能沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,测 出拉力后算出的机械效率将　　　　(选填“偏大” “偏小”或“不变”)。  图16-5 摩擦力 刻度尺 η= 偏小 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 【实验步骤】 (1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做　　　　　　运动。第1次实验时,钩码上升的时间为4 s,此过程中,绳子自由端上升的速度为 　　　　m/s。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (2)该小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该静止读数,你认为这种想法　　　　　(选填“正确”或“不正确”),因为没有考虑　　　　　对滑轮组机械效率的影响。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (3)用如图丁所示的装置进行实验,得出表中第4次的实验数据,请将表中的两个数据填写完整。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 【实验结论】 (4)通过比较　　　　(填实验序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与动滑轮上绳子的段数无关。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (5)通过比较　　　　(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。  (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:　 。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 【交流讨论】 (7)分析数据可知:物重相同,动滑轮个数越多越省力,但机械效率越　　　　。进一步分析还发现,当滑轮组越来越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功　　　　有用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还要考虑　 。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (8)在测拉力时,某同学使弹簧测力计做加速直线运动,该同学测得的机械效率与正确操作相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (9)有同学认为,在这个实验中去掉一个测量工具反而能够减小实验误差,你认为可以去掉　　　　　,去掉该测量工具后,机械效率可写为η=　　　　。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (10)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功。进一步推理得出:假如没有额外功,总功等于有用功。可见,使用任何机械都　　　　。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是　　　　。  A.光的反射定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.焦耳定律 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 【实验步骤】 (1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做　　　　　　运动。第1次实验时,钩码上升的时间为4 s,此过程中,绳子自由端上升的速度为 　　　　m/s。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  匀速直线 0.05 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (2)该小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该静止读数,你认为这种想法　　　　　(选填“正确”或“不正确”),因为没有考虑　　　　　对滑轮组机械效率的影响。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  不正确 摩擦力 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (3)用如图丁所示的装置进行实验,得出表中第4次的实验数据,请将表中的两个数据填写完整。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  0.4 80% 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 【实验结论】 (4)通过比较　　　　(填实验序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与动滑轮上绳子的段数无关。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  1、2 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (5)通过比较　　　　(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。  图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  2、3 实验突破　提升素养 返回目录 不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高(或不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低) (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:                        　 。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 【交流讨论】 (7)分析数据可知:物重相同,动滑轮个数越多越省力,但机械效率越　　 　。进一步分析还发现,当滑轮组越来越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功　　　　有用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还要考虑　 。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  低 大于 机械所做的额外功 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (8)在测拉力时,某同学使弹簧测力计做加速直线运动,该同学测得的机械效率与正确操作相比　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (9)有同学认为,在这个实验中去掉一个测量工具反而能够减小实验误差,你认为可以去掉　　　　　,去掉该测量工具后,机械效率可写为η=　　　　。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  偏小 刻度尺 实验突破　提升素养 返回目录 例 1 某小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图16-6所示。 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  实验突破　提升素养 返回目录 (10)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功。进一步推理得出:假如没有额外功,总功等于有用功。可见,使用任何机械都　　　　。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是　　　　。  A.光的反射定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.焦耳定律 图16-6 实验 序号 钩码重 力G/N 钩码上升 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 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 　　  　　  不省功 B 实验突破　提升素养 返回目录 (11)汽车作为一种机械,提高其效率对节能减排有着重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中与(5)中结论同理的是　　　　。  方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满乘客。 方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车质量。 方法三:经常给汽车做保养,保持良好润滑。 · 考情预测 方法一 实验突破　提升素养 返回目录 【问题】 1.小明同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,如图16-7所示,小明联想到上物理课时老师讲过的知识,想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关。 突破二 探究斜面的机械效率 图16-7 实验突破　提升素养 返回目录 【猜想与假设】 2.(1)使用斜面不能省功。 (2)斜面的机械效率跟它的倾斜程度有关。斜面倾斜程度越大,机械效率越高。 (3)斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关,斜面越粗糙,机械效率越低。 【证据】 3.实验器材:一块长木板、小车、　　　　　　、　　　　　、几块高度不同的木块、毛巾、玻璃、细绳。  4.实验方法:　　　　　　法。  弹簧测力计 刻度尺 控制变量 实验突破　提升素养 返回目录 5.实验过程: (1)用弹簧测力计测得小车所受的重力G。 (2)用长木板和木块制成如图16-8所示的斜面,把小车通过细绳与弹簧测力计连接,沿斜面拉动弹簧测力计,把小车匀速拉上斜面。 图16-8 (3)分别从弹簧测力计上读出拉力F,并用刻度尺测出小车移动的距离s和升高的高度h。 实验突破　提升素养 返回目录 (4)保持斜面的长度不变,换用不同高度的木块,逐渐增加斜面的　　　　,做3次实验,分别将实验数据记录在表一中。  (5)保持斜面的高度不变,换用不同的材料铺在木板上,改变斜面的            　　　,做3次实验,分别将实验数据记录在表二中。  6.设计实验表格如下。 表一 实验 次序 斜面 坡度 斜面 材料 斜面高 度/m 小车重 力/N 有用 功/J 斜面长 度/m 拉力 /N 总功 /J 机械 效率 1 较缓 木板               2 较陡 木板               3 最陡 木板               高度 粗糙 程度 实验突破　提升素养 返回目录 表二 实验 次序 斜面 坡度 斜面 材料 斜面高 度/m 小车重 力/N 有用 功/J 斜面长 度/m 拉力 /N 总功 /J 机械 效率 1 较陡 毛巾               2 较陡 木板               3 较陡 玻璃               实验突破　提升素养 返回目录 【解释】 7.对实验数据的结果进行分析。 (1)使用斜面　　　　(选填“能”或“不能”)省功。  (2)在使用光滑程度一样的斜面时,斜面越陡,越　　　　(选填“省力”或“费力”),斜面的机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。  (3)在使用倾斜程度一样的斜面时,斜面越粗糙,越　　　　(选填“省力”或“费力”),斜面的机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。  不能 费力 高 费力 低 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 8.在上述实验中,若物重、斜面长度不变,且不考虑斜面摩擦,则图16-9中能正确表示拉力F与斜面高度h的关系图像的是　　　　。  图16-9 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 B 实验突破　提升素养 返回目录 【创新设计】 9.新的猜想:斜面的机械效率还可能与在斜面上被提升的　　　 　　　有关。于是,小明同学选用了体积相同的长方体木块、铁块和一个斜面,通过类似于上述实验步骤进行了实验探究,并根据实验数据得出了结论。请你对小明同学的实验设计进行评价。  物体所受重力 小明同学选用了体积相同的长方体木块、铁块和一个斜面进行实验,虽然改变了被提升物体所受的重力,但是由于木块与斜面间的粗糙程度和铁块与斜面间的粗糙程度是不同的,没有控制接触面粗糙程度相同,因此该实验探究的结论是不可信的。 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 【实验名称】探究斜面的机械效率。 【证据】如图16-10所示,小全同学用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了如下表所示的实验数据。 图16-10 实序 次数 斜面 的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 实验突破　提升素养 返回目录 【解释】 (1)分析表中的数据可得出结论:在其他条件一定时,斜面越缓越　　　(选填“省”或“费”)力;斜面越陡,机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。 图16-10 实序 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 实验突破　提升素养 返回目录 (2)小全同学又进行了第4次实验,他在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5 m和1 m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5 N,他测得这种情况下斜面的机械效率为　　　　(结果精确到0.1%)。把第4次实验与第　　　　次实验的测量结果相比较,还能得出结论:在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。  图16-10 实序 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 实验突破　提升素养 返回目录 【交流】 (3)在实验操作过程中,应沿斜面向上　　　拉动物块;实验时要使斜面的倾斜程度变大,应该把斜面下面的木块向　　　　(选填“左”或“右”)移动。 (4)由实验得出斜面的粗糙程度会影响斜面的机械效率,其原因是            　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  图16-10 实序 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 【实验名称】探究斜面的机械效率。 【解释】 (1)分析表中的数据可得出结论:在其他条件一定时,斜面越缓越　　　(选填“省”或“费”)力;斜面越陡,机械效率越　 (选填“高”或“低”)。 图16-10 实序 次数 斜面 的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 省 高 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 【实验名称】探究斜面的机械效率。 (2)小全同学又进行了第4次实验,他在斜面上铺上棉布,使斜面变粗糙,保持斜面高和长分别是0.5 m和1 m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数为4.5 N,他测得这种情况下斜面的机械效率为　　　　(结果精确到0.1%)。 图16-10 55.6% 实验突破　提升素养 返回目录 把第4次实验与第　　　　次实验的测量结果相比较,还能得出结论:在其他条件一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。  图16-10 实序 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 2 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 【实验名称】探究斜面的机械效率。 【交流】 (3)在实验操作过程中,应沿斜面向上　　　　拉动物块;实验时要使斜面的倾斜程度变大,应该把斜面下面的木块向　　　(选填“左”或“右”)移动。  图16-10 实序 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 匀速 左 实验突破　提升素养 返回目录 例 2 【实验名称】探究斜面的机械效率。 (4)由实验得出斜面的粗糙程度会影响斜面的机械效率,其原因是            　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  图16-10 实序 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 斜面越 粗糙,摩擦力越大,做的额外功越多,机械效率就越低 实验突破　提升素养 返回目录 (5)斜面在生产和生活中应用十分广泛,请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例:            　。 · 考情预测 盘山公路(答案合理即可) 实验突破　提升素养 返回目录 角度1　竖直方向 例 1 (2021江西)如图16-11所示的滑轮组,在拉力F作用下,物体A以0.1 m/s的速度匀速上升,则绳子自由端移动的速度是　　　　m/s;若以动滑轮为参照物,物体A是　　　　的。  滑轮、滑轮组、斜面的受力分析与计算 考向一 微专题 图16-11 0.2 静止 [解析]由图可知,此滑轮组n=2,则绳子自由端移动的速度v绳=nv物=2×0.1 m/s=0.2 m/s;物体A与动滑轮一起运动,若以动滑轮为参照物,物体A是静止的。 考向探究　培养能力 返回目录 65 例 2 小明同学用如图16-12所示的装置提升某一物体,拉力为100 N,物体匀速上升了2 m,不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法中正确的是(　　) A.两个滑轮均为定滑轮 B.小明克服重力所做的功为200 J C.物体所受的重力为200 N D.使用该装置不但能省力,还能省功 图16-12 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 如图16-13所示,某工人利用滑轮组将一个重为900 N的货箱在6 s内匀速提升3 m。此过程中,绳子自由端所受的拉力为F,滑轮组的机械效率为75%。 (1)货箱上升的速度是多少? (2)有用功是多少? (3)拉力F是多少? 图16-13 解:(1)货箱上升的速度: v==0.5 m/s。 (2)此过程中通过滑轮组所做的有用功: W有=Gh=900 N×3 m=2700 J。 考向探究　培养能力 返回目录 例 3 如图16-13所示,某工人利用滑轮组将一个重为900 N的货箱在6 s内匀速提升3 m。此过程中,绳子自由端所受的拉力为F,滑轮组的机械效率为75%。 (3)拉力F是多少? 图16-13 (3)由图可知,该滑轮组n=3;根据η=可知,拉力的大小: F==400 N。 考向探究　培养能力 返回目录 角度2　水平方向 例 4 如图16-14所示,拉力F的功率为3.6 W,物体A以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速运动,A与地面间的摩擦力是A所受重力的0.3。若不计滑轮处摩擦和绳与滑轮重,则下列说法正确的是 (　　) A.1 s内重力所做的功为3.6 J B.A所受的重力为120 N C.拉力F=36 N D.摩擦力为18 N 图16-14 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 5 (多项选择)如图16-15所示,所受重力为60 N的物体A在10 N的拉力作用下,物体在水平路面上以1 m/s的速度匀速直线运动6 s。若绳子和滑轮重不计,忽略绳子和动滑轮的摩擦力,则下列说法正确的是(　　) A.物体A与水平路面间的摩擦力为120 N B.物体A与水平路面间的摩擦力为20 N C.在6 s内绳子自由端移动了12 m D.在6 s内绳子自由端移动了18 m 图16-15 BC 考向探究　培养能力 返回目录 角度3　受力分析 例 6 如图16-16所示,用滑轮提升所受重力为G=100 N的物体,使物体以0.2 m/s的速度上升(绳重和各种摩擦不计)。已知动滑轮所受的重力为G动=10 N,则下列关于绳端拉力F和移动速度v的判断正确的是 (　　) A.55 N,0.1 m/s B.210 N,0.1 m/s C.55 N,0.4 m/s D.210 N,0.4 m/s 图16-16 B 考向探究　培养能力 返回目录 例 7 (2020江西)(多项选择)如图16-17所示,将重6 N的物体匀速拉高 20 cm,在此过程中,不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,以下说法正确的是(　　) A.绳子自由端被拉下1.2 m B.绳子对地面的拉力为1 N C.对物体所做的功为1.2 J D.横梁受到的拉力为9 N 图16-17 CD 考向探究　培养能力 返回目录 [解析]由图可知,此滑轮组n=4,绳子自由端移动的距离s=nh=4×0.2 m= 0.8 m,故A错误。不计滑轮装置自重、绳重和摩擦,绳上的拉力F=G=× 6 N=1.5 N,则绳子对地面的拉力为1.5 N,故B错误。对物体所做的功W= Gh=6 N×0.2 m=1.2 J,故C正确。横梁受到6段绳子的拉力,所以横梁受到的拉力F横梁=6F=6×1.5 N=9 N,故D正确。 考向探究　培养能力 返回目录 角度4　综合应用 例 8 (2019江西)如图16-18所示,物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态,则拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是 (不计机械自重和摩擦) (　　) A.F2<F3=F4<F1 　 B.F2<F4<F1<F3 C.F4=F2<F1<F3 　 D.F4<F2<F3<F1 图16-18 B 考向探究　培养能力 返回目录 角度1　机械效率的大小比较 例 9 (2022江西)明代学者宋应星(江西人)著有《天工开物》,如图16-19所示是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于　　　　(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用时,机械效率η　　　　(选填“>” “<”或“=”)1。  机械效率 考向二 微专题 图16-19 杠杆 <  考向探究　培养能力 返回目录 例 10 (2023新余一模)如图16-20所示的滑轮组在不计绳重和摩擦的情况下,均将所受重力为G的物体匀速提升h的高度,且每个滑轮所受的重力都等于G0且小于物体所受的重力G。绳子自由端拉力F1与F2的大小关系为　　　　　,如图甲所示装置的机械效率η1与如图乙所示装置的机械效率η2的大小关系为　　　　　。  图16-20 F1<F2 η1<η2 考向探究　培养能力 返回目录 例 11 (2024河南)如图16-21所示,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 图16-21 C 考向探究　培养能力 返回目录 [解析]提升物体的重力相等,在相同的时间内物体升高了相同的距离,由 W有用=Gh可知两次提升物体所做的有用功相等,A错误。甲使用的是动滑轮,拉力端移动距离s甲=2h,不计绳重和摩擦,使用动滑轮时,拉力F甲=(G+G动),所以拉力做功W甲=F甲s甲=(G+G动)×2h=(G+G动)h>Gh;使用定滑轮时,拉力F乙=G,拉力做功W乙=F乙s乙=Gh,所以乙做的总功少,由P=知乙做总功的功率小,甲做总功的功率大,B错误,C正确。不计绳重和摩擦,使用定滑轮时,额外功为0 J,机械效率为100%;使用动滑轮时,要提升动滑轮做额外功,机械效率小于100%;所以两种装置的机械效率η乙>η甲,D错误。 考向探究　培养能力 返回目录 角度2　滑轮组机械效率的计算 例 12 工人师傅利用如图16-22所示的滑轮组提升货物。货物所受的重力为200 N,动滑轮所受的重力为40 N,重物在10 s内上升2 m。若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是(　　) A.工人所做的有用功为1200 J B.动滑轮移动了4 m C.机械效率约为83.3% D.工人的功率为16 W 图16-22 C 考向探究　培养能力 返回目录 例 13 用如图16-23甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体,每次物体被提升的高度均为0.5 m,滑轮组的机械效率与物体所受重力的关系图像如图乙所示。若不计绳重和摩擦,则下列分析正确的是 (　　) A.滑轮组的机械效率越高,拉力F的功率越大 B.该滑轮组的机械效率能达到100% C.动滑轮所受的重力为20 N D.当每次提升重物时,滑轮组做的额外功均为5 J 图16-23 D 考向探究　培养能力 返回目录 例 14 (2016江西)(多项选择)在“测滑轮组机械效率”活动中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图16-24甲所示),然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升所受总重力为G的钩码。当钩码上升的高度为H时,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得A、B两点间的距离为2H(如图乙所示),则下列所求物理量正确的是(　　 ) A.拉力所做的总功为W=2FH B.拉力所做的有用功为W有=GH C.该滑轮组的机械效率η<1 D.该滑轮组的机械效率为η= 图16-24 BCD 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 |一题多设问| 如图16-25甲所示,工人从深井中匀速提取泥土,动滑轮和筐所受的总重力为30 N。图乙是某次拉力所做功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系图像。不计绳重和摩擦,求: (1)当绳自由端拉下的长度为10 m时,筐和泥土上升的距离。 (2)工人对绳的拉力大小及筐中泥土所受的重力。 (3)该装置提升泥土的机械效率。 图16-25 考向探究　培养能力 返回目录 拓展设问:若工人的质量为70 kg,每只脚与地面的接触面积为250 cm2,绳子能承受的最大拉力为600 N。在匀速提取泥土的过程中,泥土上升的速度为0.1 m/s。求:(g取10 N/kg) (4)工人拉绳的功率。 (5)当提升泥土时,工人对水平地面的压强。 图16-25 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 |一题多设问| 如图16-25甲所示,工人从深井中匀速提取泥土,动滑轮和筐所受的总重力为30 N。图乙是某次拉力所做功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系图像。不计绳重和摩擦,求: (1)当绳自由端拉下的长度为10 m时,筐和泥土上升的距离。 图16-25 解:(1)由图甲可知,绳子承担物重的段数为n=2,由s=nh得,筐和泥土上升的距离为h==5 m。 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 |一题多设问| 如图16-25甲所示,工人从深井中匀速提取泥土,动滑轮和筐所受的总重力为30 N。图乙是某次拉力所做功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系图像。不计绳重和摩擦,求: (2)工人对绳的拉力大小及筐中泥土所受的重力。 图16-25 考向探究　培养能力 返回目录 (2)由图乙可知,W-s图像是一条过原点的直线,则工人拉绳子的力保持不变,当s为20 m时,拉力所做的功为2500 J,由W总=Fs可得,绳端拉力的大小为F==125 N; 由图甲可知,滑轮组n=2,不计绳重和摩擦,由F=(G泥+G筐和轮)得, 筐中泥土所受的重力为G泥=nF-G筐和轮= 2×125 N-30 N=220 N。 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 |一题多设问| 如图16-25甲所示,工人从深井中匀速提取泥土,动滑轮和筐所受的总重力为30 N。图乙是某次拉力所做功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系图像。不计绳重和摩擦,求: (3)该装置提升泥土的机械效率。 图16-25 (3)利用该装置提升泥土的机械效率为 η= =88%。 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 |一题多设问| 如图16-25甲所示,工人从深井中匀速提取泥土,动滑轮和筐所受的总重力为30 N。图乙是某次拉力所做功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系图像。不计绳重和摩擦,求: 拓展设问:若工人的质量为70 kg,每只脚与地面的接触面积为250 cm2,绳子能承受的最大拉力为600 N。在匀速提取泥土的过程中,泥土上升的速度为0.1 m/s。求:(g取10 N/kg) (4)工人拉绳的功率。 图16-25 (4)由题意知,绳子自由端移动的速度为v绳=nv=2×0.1 m/s=0.2 m/s, 工人拉绳的功率为P=Fv绳=125 N× 0.2 m/s=25 W。 考向探究　培养能力 返回目录 例 15 |一题多设问| 如图16-25甲所示,工人从深井中匀速提取泥土,动滑轮和筐所受的总重力为30 N。图乙是某次拉力所做功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系图像。不计绳重和摩擦,求: 拓展设问:若工人的质量为70 kg,每只脚与地面的接触面积为250 cm2,绳子能承受的最大拉力为600 N。在匀速提取泥土的过程中,泥土上升的速度为0.1 m/s。求:(g取10 N/kg) (5)当提升泥土时,工人对水平地面的 压强。 图16-25 考向探究　培养能力 返回目录 (5)当提升泥土时,绳对工人向上的拉力为F=125 N,工人所受的重力: G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N, 工人对地面的压力: F压=G-F=700 N-125 N=575 N, 工人对水平地面的压强: p==1.15×104 Pa。 考向探究　培养能力 返回目录 角度3　斜面机械效率的计算 例 16 (多项选择)如图16-26所示,所受重力为G的物体在沿斜面向上的拉力F作用下,从斜面的底部移动到顶部。设沿斜面移动的距离为s,斜面的高为h,物体受到的摩擦力为f,则斜面的机械效率为 (　　) A.　 B.　 C.　 D. 图16-26 BC 考向探究　培养能力 返回目录 例 17 如图16-27所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力很多。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m、高1.2 m,g取10 N/kg,求: (1)箱子受到的重力。 (2)箱子受到的摩擦力。 (3)斜面的机械效率。 (4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。 图16-27 解:(1)箱子受到的重力: G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N。 考向探究　培养能力 返回目录 例 17 如图16-27所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力很多。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m、高1.2 m,g取10 N/kg,求: (2)箱子受到的摩擦力。 图16-27 考向探究　培养能力 返回目录 (2)推力所做的总功: W总=Fs=100 N×3 m=300 J, 推力做的有用功: W有=Gh=200 N×1.2 m=240 J, 沿斜面推动箱子,克服斜面对箱子的 摩擦力做的功是额外功,W额=W总- W有=300 J-240 J=60 J, 箱子受到的摩擦力:f==20 N。 考向探究　培养能力 返回目录 例 17 如图16-27所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力很多。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m、高1.2 m,g取10 N/kg,求: (3)斜面的机械效率。 (4)使用斜面推箱子时有哪些更 省力的方法。 图16-27 (3)斜面的机械效率: η=×100%=×100%=80%。 (4)减小斜面的倾斜程度、减小斜面的粗糙程度,都可以省力。 考向探究　培养能力 返回目录 $$