专题18 滑轮、斜面和机械效率【3知识点+5考点+真题训练】--【点击中考】备战2025年中考物理一轮复习重难点讲与练

明天成功的您定会感谢今天辛苦奋斗的自己 专题18 滑轮、斜面和机械效率（原卷版） 特别说明： 典例主要是2024年的中考真题，变式是最新的全国各地名校的模拟题，课后作业真题训练，全部来自于2024年的中考真题。 知识点以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆。 目录 【教学目标】 2 【知识梳理】 2 知识点1：机械效率 2 知识点2：滑轮 3 知识点3：斜面与轮轴 3 【考点必备】 4 考点一 滑轮组的组装 4 考点二 竖直方向滑轮组及其相关计算 5 考点三 水平方向滑轮组及其相关计算 7 考点四 斜面及其相关计算 8 考点五 含滑轮装置复杂机械效率的计算 10 【真题训练】 11 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 ___________ ____________ ______________ 【答案】固定不动 移动 等臂 2 省力 省力 动力的方向 一半 动力的方向 G s=h s=2h s=nh 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. 【答案】 轮 轴 简单机械 杠杆 轴线 转速 考点一 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. 【典例1】（2024·陕西·中考真题）工人向下拉绳来提升重物。请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。 【变式1-1】（2024·四川广元·二模）小李打扫卫生时需要将一个重物搬离地面，由于力气太小无法搬动，聪明的他想到了滑轮组可以省力，于是他找来家里的2个滑轮组，请你帮他选择其中一个滑轮组用来提升重物以达到最省力的目的（两幅图都画不得分。绳子需要绕过每一个滑轮，忽略动滑轮重力）。 【变式1-2】（2024·广东深圳·模拟预测）如图是滑轮组，物重，滑轮质量不计，要求用的力匀速提升重物，在图中画出绳的绕法。 考点二 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：。 【典例2】（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 【变式2-1】（2024·辽宁锦州·模拟预测）工人用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮重40N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是 （　　） A．绳端的拉力F为270N B．拉力F的功率功为270W C．额外功为160J D．有用功为1000J 【变式2-2】（2024·云南昭通·一模）用图甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为、，此过程相关数据如图丙所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，不计绳重和摩擦，下列有关此过程的说法正确的是（　　） A．提升物体时两拉力的功率大小关系 B．物体M、N的重力大小关系为 C．乙滑轮组的机械效率为50% D．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2:3 考点三 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：。 【典例3】（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 【变式3-1】（2024·云南·模拟预测）如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动，2s的时间物体运动了1m，已知拉力F=50N，物体受到的摩擦力为120N。下列说法正确的是（　　） A．绳端移动的速度为1m/s B．拉力的功率为75W C．物体克服重力做的功为300J D．该滑轮组的机械效率为50% 【变式3-2】（2024·安徽·一模）如图所示，重100N的物体A在F=10N的拉力作用下，3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是（　　） A．绳自由端移动的速度为0.5m/s B．在此过程中所做的额外功为15J C．物体与地面间的滑动摩擦力为18N D．拉力F增大时，物体A受到地面的摩擦力一定变大 考点四 斜面及其相关计算 物体在粗糙斜面上匀速被拉动： 【典例4】（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为 J，斜坡的机械效率为 ，木箱受到的摩擦力为 N。 【变式4-1】（2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）沿斜面把一个重50N的物体匀速拉上去，所用拉力F＝40N，斜面长5m，高3m，物体运动的速度为0.1m/s，则斜面的机械效率为 ，物体受到斜面对它的摩擦力为 N。 【变式4-2】（2024·河北沧州·二模）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，用时40s。下列说法正确的是（    ） A．克服物体重力做功5000J B．推力做功的功率为50W C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为500N 考点五 含滑轮装置复杂机械效率的计算 【典例5】（2024·四川达州·中考真题）如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 【变式5-1】（2024·黑龙江大庆·模拟预测）在如图所示的装置中，斜面长6m，高2m，若滑轮的机械效率为80%，现将质量为210kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为600N，求： (1)人做的总功是多少？ (2)物体与斜面间的摩擦力是多少？ 【变式5-2】（2024·江苏常州·一模）中国在建的航空母舰“福建舰”利用模块化建造的方法能够大大缩短工时，如图是龙门吊起重机在一次作业中起重某构件的示意图，起重机通过上方的电动机牵引绳子自由端来控制构建的升降。在此作业中，电动机牵引绳子自由端的拉力为12000N，动滑轮及其附属装置的总重力为8000N，构件的质量为8t，构件在1min内上升15m，求此次作业中：（g取10N/kg） (1)电动机牵引绳子自由端的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)电动机克服钢丝绳重力和滑轮组各处摩擦所做的这部分额外功。 一、单选题 1．下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（  ） A．钢属于合金 B．铁属于非晶体 C．塑料属于天然材料 D．图中所示的滑轮属于定滑轮 2．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 3．如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 4．如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J C．拉力F做功的功率为25W D．滑轮组的机械效率为80% 5．下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 6．如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（　　） A．电动滑轮的总功为5×104J B．飞船部件的重力为2×103N C．绳子自由端移动的距离为2m D．电动滑轮的功率为5×104W 7．如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 8．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 9．小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（　　） A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W 10．利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小范围为200-400N；拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离不超过2m；配重质量为15kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是（    ） A． B． C． D． 11．在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（    ） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 二、多选题 12．小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 13．如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳子自由端移动的速度是0.2m/s B．拉力做的有用功为2400J C．拉力做功的功率为100W D．若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 14．某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为 C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3% 三、填空题 15．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。 16．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，B重，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） 17．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80N，货篮重120N，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520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。 [3]若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力 由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率 18．如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力 N，滑轮组的机械效率 （保留一位小数）。 19．用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。 20．如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。 四、计算题 21．某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求 （1）克服钢板重力做的功； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 22．图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳子拉力端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)在此过程中滑轮组的机械效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$明天成功的您定会感谢今天辛苦奋斗的自己 专题18 滑轮、斜面和机械效率（解析版） 特别说明： 典例主要是2024年的中考真题，变式是最新的全国各地名校的模拟题，课后作业真题训练，全部来自于2024年的中考真题。 知识点以挖空的形式设计，便于学生提前预习，考点通过方法总结，知识加工，便于学生理解和记忆。 目录 【教学目标】 2 【知识梳理】 2 知识点1：机械效率 2 知识点2：滑轮 3 知识点3：斜面与轮轴 3 【考点必备】 4 考点一 滑轮组的组装 4 考点二 竖直方向滑轮组及其相关计算 7 考点三 水平方向滑轮组及其相关计算 11 考点四 斜面及其相关计算 14 考点五 含滑轮装置复杂机械效率的计算 17 【真题训练】 21 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 ___________ ____________ ______________ 【答案】固定不动 移动 等臂 2 省力 省力 动力的方向 一半 动力的方向 G s=h s=2h s=nh 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. 【答案】 轮 轴 简单机械 杠杆 轴线 转速 考点一 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. 【典例1】（2024·陕西·中考真题）工人向下拉绳来提升重物。请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。 【答案】 【详解】由图可知使用该滑轮组是为了省力和改变力的方向。工人站在地面上向下拉绳来提升重物，所以由2段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法，根据“奇动偶定”原则绕绳方法如下图所示 。 【变式1-1】（2024·四川广元·二模）小李打扫卫生时需要将一个重物搬离地面，由于力气太小无法搬动，聪明的他想到了滑轮组可以省力，于是他找来家里的2个滑轮组，请你帮他选择其中一个滑轮组用来提升重物以达到最省力的目的（两幅图都画不得分。绳子需要绕过每一个滑轮，忽略动滑轮重力）。 【答案】 【详解】因为要最省力，所以选择两个动滑轮的滑轮组，连接如下图所示： 【变式1-2】（2024·广东深圳·模拟预测）如图是滑轮组，物重，滑轮质量不计，要求用的力匀速提升重物，在图中画出绳的绕法。 【答案】 【详解】根据F与G之间的关系，可得 所以此滑轮组由段绳子承担物重，应从动滑轮绕起，如图所示 考点二 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：。 【典例2】（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 【答案】C 【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数 不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力 工人做的有用功 故B错误； C．工人做的总功 该滑轮组的机械效率 故C正确； D．拉力的功率 故D错误。 故选C。 【变式2-1】（2024·辽宁锦州·模拟预测）工人用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮重40N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是 （　　） A．绳端的拉力F为270N B．拉力F的功率功为270W C．额外功为160J D．有用功为1000J 【答案】BD 【详解】A．由题意知道，不计绳重和摩擦，由图知道，n=3，则绳端的拉力 故A错误； B．拉力做的功 拉力F的功率为 故B正确； C．拉力做的额外功 故C错误； D．拉力做的有用功 故D正确。 故选BD。 【变式2-2】（2024·云南昭通·一模）用图甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m，所做有用功相同，拉力分别为、，此过程相关数据如图丙所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，不计绳重和摩擦，下列有关此过程的说法正确的是（　　） A．提升物体时两拉力的功率大小关系 B．物体M、N的重力大小关系为 C．乙滑轮组的机械效率为50% D．甲、乙两个滑轮组中，绳子自由端移动的距离之比为2:3 【答案】BC 【详解】A．由图丙得，甲乙滑轮组做的总功 滑轮将物体M、N匀速提升1m所用时间相等，由得，提升物体时两拉力的功率大小关系 故A错误； B．甲乙滑轮组的有用功分别为 ， 物体上升距离相同，由得，物体M、N的重力大小关系为 故B正确； C．乙滑轮组的机械效率为 故C正确； D．甲、乙两个滑轮组中，与动滑轮连接的绳子股数分别为 ， 物体上升高度相同，由得，绳子自由端移动的距离之比为 故D错误。 故选BC。 考点三 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：。 【典例3】（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 【答案】D 【详解】A．物体M做匀速直线运动，受力平衡，则所受的拉力为 故A不符合题意； B．绳子自由端的水平拉力为40N，物体M所受的拉力为96N，若动滑轮上绳子有效段数为2，则有 可知由两个滑轮安装成的滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故B不符合题意； C．滑轮组拉动物体M做的有用功为 故C不符合题意； D．总功为 则滑轮组的机械效率为 故D符合题意。 故选D。 【变式3-1】（2024·云南·模拟预测）如图所示为一滑轮组拉着重300N的物体在水平地面上匀速运动，2s的时间物体运动了1m，已知拉力F=50N，物体受到的摩擦力为120N。下列说法正确的是（　　） A．绳端移动的速度为1m/s B．拉力的功率为75W C．物体克服重力做的功为300J D．该滑轮组的机械效率为50% 【答案】B 【详解】A．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=3，绳子自由端移动的距离 s=ns物=3×1m=3m 绳端移动的速度 故A错误； B．拉力F=50N，拉力做功的功率 P=Fv=50N×1.5m/s=75W 故B正确； C．由于物体在水平地面上匀速运动，而重力方向在竖直方向上，即物体没有在重力方向上移动距离，由做功的两个必要因素可知，物体没有克服重力做功，故C错误； D．滑轮组的机械效率 故D错误。 故选B。 【变式3-2】（2024·安徽·一模）如图所示，重100N的物体A在F=10N的拉力作用下，3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m，不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是（　　） A．绳自由端移动的速度为0.5m/s B．在此过程中所做的额外功为15J C．物体与地面间的滑动摩擦力为18N D．拉力F增大时，物体A受到地面的摩擦力一定变大 【答案】C 【详解】A ．根据图示可知，有两段绳子拉着动滑轮，所以绳子自由端移动的距离为 s=2×1.5m=3m 绳自由端移动的速度为 故A错误； B．总功为 W总=Fs=10N×3m=30J 在此过程中所做的额外功为 故B错误； C．有用功为 则摩擦力为 故C正确； D．拉力F增大时，物体A对地面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以受到地面的摩擦力大小不变，故D错误。 故选C。 考点四 斜面及其相关计算 物体在粗糙斜面上匀速被拉动： 【典例4】（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为 J，斜坡的机械效率为 ，木箱受到的摩擦力为 N。 【答案】 800 75% 100 【详解】[1]拉力做的总功为 [2]有用功的大小为 斜坡的机械效率为 [3]额外功的大小为 摩擦力的大小为 【变式4-1】（2024·内蒙古呼伦贝尔·模拟预测）沿斜面把一个重50N的物体匀速拉上去，所用拉力F＝40N，斜面长5m，高3m，物体运动的速度为0.1m/s，则斜面的机械效率为 ，物体受到斜面对它的摩擦力为 N。 【答案】 75% 10 【详解】[1]拉力做的有用功等于克服物体重力做的功，即 W有用＝Gh＝50N×3m＝150J 拉力F做的总功为 W总＝Fs＝40N×5m＝200J 斜面的机械效率为 [2]额外功为 W额＝W总﹣W有＝200J﹣150J＝50J 由W额＝fs得摩擦力 【变式4-2】（2024·河北沧州·二模）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，用时40s。下列说法正确的是（    ） A．克服物体重力做功5000J B．推力做功的功率为50W C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为500N 【答案】C 【详解】A．克服物体重力做功为 故A错误； B．推力做的功为 推力做功的功率为 故B错误； C．斜面的机械效率为 故C正确； D．推力做的额外功为 物体受到斜面的摩擦力为 故D错误。 故选C。 考点五 含滑轮装置复杂机械效率的计算 【典例5】（2024·四川达州·中考真题）如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 【答案】（1）3000Pa；（2）200N；（3）95% 【详解】解：（1）玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即 则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为 （2）将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为 重物甲浸没在水中时所受的浮力为 （3）先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中点，，OB=OD 根据杠杆平衡条件 ，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力 物体最大重力 滑轮组的最大机械效率 答：（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力200N； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。 【变式5-1】（2024·黑龙江大庆·模拟预测）在如图所示的装置中，斜面长6m，高2m，若滑轮的机械效率为80%，现将质量为210kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为600N，求： (1)人做的总功是多少？ (2)物体与斜面间的摩擦力是多少？ 【答案】(1)7200J (2)260N 【详解】（1）斜面长为L=6m，该滑轮为动滑轮，则绳子自由端通过的距离 s=2L=2×6m=12m 拉力所做的总功 W总=Fs=600N×12m=7200J （2）已知滑轮的机械效率为80%，根据机械效率公式可得动滑轮对物体所做的功（即使用斜面时做的总功） W=W总η=7200J×80%=5760J 将物体提到2m高处所做的有用功 W有=Gh=mgh=210kg×10N/kg×2m=4200J 则克服斜面摩擦力所做的额外功 W额=W-W有=5760J-4200J=1560J 克服斜面摩擦力所做的功为额外功，物体与斜面间的摩擦力 【变式5-2】（2024·江苏常州·一模）中国在建的航空母舰“福建舰”利用模块化建造的方法能够大大缩短工时，如图是龙门吊起重机在一次作业中起重某构件的示意图，起重机通过上方的电动机牵引绳子自由端来控制构建的升降。在此作业中，电动机牵引绳子自由端的拉力为12000N，动滑轮及其附属装置的总重力为8000N，构件的质量为8t，构件在1min内上升15m，求此次作业中：（g取10N/kg） (1)电动机牵引绳子自由端的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)电动机克服钢丝绳重力和滑轮组各处摩擦所做的这部分额外功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为 则绳子拉力做功为 则电动机牵引绳子自由端的功率为 （2）有用功为 则滑轮组的机械效率为 （3）额外功为 克服动滑轮及其附属装置总重力所做的额外功为 则电动机克服钢丝绳重力和滑轮组各处摩擦所做的这部分额外功为 一、单选题 1．下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（  ） A．钢属于合金 B．铁属于非晶体 C．塑料属于天然材料 D．图中所示的滑轮属于定滑轮 【答案】A 【详解】A．钢是铁和碳的合金，属于合金材料，故A正确； B．铁熔化和凝固时有固定的熔点和凝固点，属于晶体，故B错误； C．塑料是经过人工合成的，是合成材料，故C错误； D．由图可知，工作时，滑轮与物体一同运动，属于动滑轮，故D错误。 故选A。 2．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 【答案】D 【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离 s=2h=2×4m=8m 总功 W总=Fs=125N×8m=1000J 故A正确，C错误； B．不计绳重和摩擦，动滑轮重为 G动=2F-G=2×125N-200N=50N 故B错误； D．有用功 W有=Gh=200N×4m=800J 滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 4．如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J C．拉力F做功的功率为25W D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．由图可知，n=2，由可知，动滑轮的重力为 G动=nF-G=2×250N-400N=100N 故A错误； B．滑轮组做的有用功为 W有=Gh=400N×2m=800J 故B错误； C．拉力F做功为 W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J 功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 5．下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】从图中可以看到，A方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半；BCD方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。 故选A。 6．如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（　　） A．电动滑轮的总功为5×104J B．飞船部件的重力为2×103N C．绳子自由端移动的距离为2m D．电动滑轮的功率为5×104W 【答案】A 【详解】B．飞船部件的重力为 故B错误； A．电动滑轮的有用功为 电动滑轮的总功为 故A正确； C．由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故C错误； D．电动滑轮的功率为 故D错误。 故选A。 7．如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】B 【详解】A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数，拉力F大小为 故A正确，不符合题意； B．绳子自由端移动的距离为 拉力F做的功为， 拉力F的功率为，故B错误，符合题意； C．克服动滑轮重力做功，故C正确，不符合题意； D．有用功为 滑轮组的机械效率约为 故D正确，不符合题意。 故选B。 8．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 【答案】D 【详解】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B．物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为 故B错误； C．由图可知，滑轮组绳子的有效股数 n＝2 物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，故拉力的大小为 ，故C错误； D．绳子自由端移动的距离为，故D正确。 故选D。 9．小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（　　） A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W 【答案】D 【详解】A．搬石块时，但未搬起，有力无距离，所以小聪没有对石块做功，故A正确，不符合题意； B．由图可知，n＝2，绳子自由端的拉力为，故B正确，不符合题意； C动滑轮的机械效率为，故C正确，不符合题意； D．拉力的功率为，故D错误，符合题意。 故选D。 10．利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小范围为200-400N；拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离不超过2m；配重质量为15kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是（    ） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】配重的重力 G配=m配g=15kg×10N/kg=150N A．杠杆左边就只有0.5m ，最大移动距离不可能是0.6m，不符合设计要求，故A符合题意； B．由杠杆平衡条件得到 F1×0.7m=G配×1.4m F1×0.7m=150N×1.4m F1=300N 在拉力的范围内，拉力和配重移动的距离之比 拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离为 没有超过2m，符合设计要求，故B不符合题意； C．图中滑轮组的动滑轮绕绳子的段数是2段，滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，则拉力F2=2G配=2×150N=300N 在拉力的范围内，拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离l配2=2×0.6m=1.2m 没有超过2m，符合设计要求，故C不符合题意； D．图中滑轮组的动滑轮绕绳子的段数是3段，滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，则拉力 F3=3G配=4×150N=450N，超过拉力的范围，不符合设计要求，故D符合题意。 故选AD。 11．在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（    ） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，该滑轮的轴固定不动，该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮，n=2，将物体匀速提升20cm，则弹簧测力计上升s=nh=2×20cm=40cm 不计绳重和摩擦，弹簧测力计的示数 由于不知道动滑轮的重，因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率 图乙中滑轮的机械效率 则，故D正确。 故选D。 二、多选题 12．小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 【答案】AC 【详解】A．由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离s=nh=3×20cm=60cm=0.6m 拉力所做的功为W总=Fs=0.5N×0.6m=0.3J 拉力的功率为，故A正确； B．钩码的重力为G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N 滑轮组的机械效率为，故B错误； C．所做有用功为W有=Gh=1N×0.2m=0.2J 克服动滑轮所做额外功为W额1=G动h=0.25N×0.2m=0.05J 因此克服绳重和摩擦做的额外功为W额2=W总-W有-W额1=0.3J-0.2J-0.05J=0.05J，故C正确； D．若增大提升钩码的质量，则有用功增大，额外功不变，因此滑轮组的机械效率将变大，故D错误。 故选AC。 13．如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳子自由端移动的速度是0.2m/s B．拉力做的有用功为2400J C．拉力做功的功率为100W D．若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80% 【答案】BC 【详解】A．由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×6m=12m 则绳子自由端移动的速度，故A错误； B．拉力做的有用功为W有=Gh=400N×6m=2400J，故B正确； C．拉力所做的功W总=Fs=250N×12m=3000J 功率为，故C正确； D．根据可知，动滑轮的重为G动=nF-G=2×250N-400N=100N 当物体重500N时，拉力为 滑轮的机械效率为，故D错误。 故选BC。 14．某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为 C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】ABD 【详解】A．由图可知，货物和动滑轮由3段绳子承担，n=3，拉力F做功的功率 故A正确； B．有用功的功率，故B正确； C．若不计绳重和摩擦 动滑轮的重力 但题中绳重和摩擦不可忽略，故动滑轮重应小于3×103N，故C错误； D．滑轮组的机械效率，故D正确。 故选ABD。 三、填空题 15．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。 【答案】 20 60 75% 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，所以绳子自由端拉力 G动=20N [2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体受到向右的拉力 F2=2F1-G动=2×90N-20N=160N 物体受到水平向左的恒力，物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力，物体与桌面之间的滑动摩擦力为f=F2-F=160N-100N=60N [3]撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，滑轮组下端挂钩处拉力F3=f=60N 绳子自由端拉力 滑轮组的机械效率为 16．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，B重，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） 【答案】 20 40 【详解】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即f=F拉=2GB=2×10N=20N [2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N 17．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80N，货篮重120N，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520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。 【答案】 动 100 80% 【详解】[1]由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中的滑轮为动滑轮。 [2]由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力 [3]若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力 由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率 18．如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力 N，滑轮组的机械效率 （保留一位小数）。 【答案】 200 【详解】[1]由图可知，，根据可知，动滑轮的重力 [2]绳子拉动的距离为 滑轮组的机械效率为 19．用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。 【答案】 60 90％ 【详解】[1]滑轮组绳子承重段数 不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦 则 [2]此过程该滑轮组的机械效率为 20．如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。 【答案】 省力 1800 75% 【详解】[1]图中所示的动滑轮相当于一个省力杠杆，可以省力但是费距离。 [2]因为木箱提升了3m，所以可知做的有用功为W有用=Gh=600N×3m=1800J 由图可知绳子段数为2，则木箱提高3m时，绳子自由端提高的距离为s=2×3m=6m 则可得拉力做的功为W=Fs=400N×6m=2400J 该动滑轮的机械效率为 四、计算题 21．某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求 （1）克服钢板重力做的功； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 【答案】（1）；（2）；（3）84.7% 【详解】解：（1）克服钢板重力做的功为 （2）起重机的滑轮组做的总功为 图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为 （3）起重机的滑轮组做的额外功为 动滑轮的重力为 滑轮组满载时的机械效率为 答：（1）克服钢板重力做的功为3.6×105J； （2）钢丝绳的拉力为1.125×104N； （3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。 22．图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳子拉力端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)在此过程中滑轮组的机械效率。 【答案】(1)15m；(2)1875W；(3)80% 【详解】（1）图中绳子股数n=3，绳子拉力端移动的速度 移动的距离 （2）拉力F的功率 （3）拉力所做的功 有用功为 机械效率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$