2025年新疆中考物理复习专训---专项第11讲 简单机械 第2节 滑轮　斜面　机械效率

第11讲　简单机械 第2节　滑轮　斜面　机械效率 2025年新疆中考物理复习专训---专项　 实验 测量滑轮组的机械效率 考点梳理 1 典例过重点 2 纵向实验分层练 3 新疆真题及变式 4 简单机械 杠杆 五要素 杠杆的平衡条件 杠杆分类 定义 滑轮 斜面 定滑轮 动滑轮 斜面 机械 效率 有用功 和额外功 机械图示、特点 计算公式 提高机械效率的方法 定义 其他简单机械 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 考点梳理 一、滑轮　斜面 1. 定滑轮：轴固定不动的滑轮．可以_____________，但_________，实质是______杠杆． 2. 动滑轮：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮．可以______，但不能改变力的方向．实质是_____杠杆． 3. 斜面：一个与水平面成一定夹角的平面．使用斜面时省___，费______；高度相同，斜面越长越省____，如盘山公路、螺丝钉等． 4. 其他简单机械：轮轴也属于简单机械，轮轴既能是省力机械，如门把手、方向盘；也能是费力机械，如电风扇等． 改变力的方向 不能省力 等臂 省力 省力 力 距离 力 二、机械效率 1. 有用功和额外功 (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：_______与_______之和，用W总表示． (4)关系式：W总＝___________． 2. 定义：物理学中，将________跟______的比值叫作机械效率，用符号____表示． 3. 计算公式：______________． 有用功 额外功 W有＋W额 有用功 总功 η η＝ ×100% 4. 机械图示 有用功 总功 机械效率 W有＝____，G为物重，h是物体上升的高度 W总＝____，F是拉力，s为拉力移动的距离，s＝____，n为承担物重的绳子段数 η＝×100%＝____ _______＝×100% W总＝FL，F是拉力，L为拉力移动的距离 η＝×100%＝ ________ (拉动木块匀速前进s) W有＝___ W总＝Fns，F是拉力，s为木块移动的距离，n为与动滑轮相连的绳子段数 η＝×100%＝ ________ Gh Fs nh ×100% ×100% fs ×100% 5. 特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是______总功，所以机械效率总是______1的． 6. 提高机械效率的方法：增大有用功在总功中所占的比例(如增大物重)、减小额外功(如减轻机械自重、减小摩擦等). 小于 小于 典例过重点 滑轮、斜面相关计算(6年4考) 例1　 用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体5 s内从地面匀速提升2 m，工人在绳子自由端所用拉力F为150 N，此过程中克服摩擦力做功180 J ，试求： (1)动滑轮上承担物重的绳子段数为_____， 试说明理由：_________________________； 3 有3段绳子与动滑轮相连 用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体5 s内从地面匀速提升2 m，工人在绳子自由端所用拉力F为150 N，此过程中克服摩擦力做功180 J  (2)绳子自由端移动速度； (3)[核心考法]工人做的有用功； (4)[核心考法]拉力F做的功； (3)工人做的有用功W有用＝Gh＝300 N×2 m＝600 J (4)拉力做的总功W总＝Fs＝150 N×6 m＝900 J 解：(2)绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2 m＝6 m 绳子自由端移动的速度v＝＝＝1.2 m/s 用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体5 s内从地面匀速提升2 m，工人在绳子自由端所用拉力F为150 N，此过程中克服摩擦力做功180 J  (5)[核心考法]该装置的机械效率；(百分号前保留一位小数) (6)拉力F做功的功率；(两种计算方法) (6)方法一：拉力F做功的功率P＝＝＝180 W 方法二：由公式P＝＝＝Fv可得， 拉力F做功的功率P＝Fv＝150 N×1.2 m/s＝180 W (5)机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7% 用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体5 s内从地面匀速提升2 m，工人在绳子自由端所用拉力F为150 N，此过程中克服摩擦力做功180 J  (7)若不计绳重，动滑轮的自重为多少. (7)克服动滑轮重力所做的额外功 W动＝W总－W有用－Wf＝900 J－600 J－180 J＝120 J 由W动＝G动h可得，动滑轮的重力G动＝＝＝60 N 变式　横向滑轮组   近年来，中国高铁发展迅速，已成为一张闪亮的“国家名片”.如图为高速铁路输电线的牵引装置工作原理图，钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为20 kg，若某段时间内坠砣下降了20 cm，滑轮和钢绳自重、以及它们之间的摩擦忽略不计，下列说法正确的是(　　) A. 图中的B为定滑轮 B. 输电线P端向左移动20 cm C. 输电线P端受到的拉力为8 000 N D. 此滑轮组既能省力又能省功 C 例2　 教学楼前通常都会有一个为方便通行而建立的无障碍通道，它就是斜面.小明测得某无障碍通道长4 m，高0.5 m，他想借助该斜面将一个重为800 N的箱子匀速拉上斜面，已知他的实际拉力为125 N，用时10 s.求： (1)将箱子拉至斜面顶端所做的有用功是多少？ 解：(1)将箱子拉至斜面顶端所做的有用功 为克服重力做的功 W有用＝Gh＝800 N×0.5 m＝400 J 某无障碍通道长4 m，高0.5 m，他想借助该斜面将一个重为800 N的箱子匀速拉上斜面，已知他的实际拉力为125 N，用时10 s. (2)拉力所做的功和功率分别是多少？ (2)拉力所做的功即为总功W总＝Fs＝125 N×4 m＝500 J 拉力做功的功率P＝＝＝50 W (3)斜面的机械效率是多少？ (3)斜面的机械效率 η＝×100%＝×100%＝80% 某无障碍通道长4 m，高0.5 m，他想借助该斜面将一个重为800 N的箱子匀速拉上斜面，已知他的实际拉力为125 N，用时10 s. (4)[分析论证]为了计算箱子在斜面上移动时受到的摩擦力，小明和小华的解法如下： ①小明：因箱子匀速运动，因此根据二力平衡可得出摩擦力就等于箱子受到的拉力； ②小华：可先求出额外功，然后求出摩擦力. 你认为　　　(选填“小明”或“小华”)的方法是正确的， 请写出正确的计算过程. 小华 额外功W额＝W总－W有用＝500 J－400 J＝100 J 由W额＝fs得，箱子受到的摩擦力f＝＝＝25 N 实验思路 实验要点梳理 纵向实验分层练 实验 测量滑轮组的机械效率 例　实验小组的同学们测量如图所示的两种装置的机械效率.  【证据】 (1)实验中除了图中所示实验器材外，还需要的测量工具是________. (2)实验时应沿竖直方向______拉动弹簧测力计使物体 上升；应在_____________(选填“静止”或“拉动过 程中”)读取弹簧测力计示数. 一题多设问 (依据2022年版课标科学探究的四要素设问) 刻度尺 匀速 拉动过程中 (3)小组同学用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了5次实验，数据如下表所示.其中第1次实验是使用图_____装置测得的. 实验 次序 钩码 重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 4 0.2 1.8 0.6 74％ 4 6 0.1 2.5 0.3 _____ 5 8 0.1 3.2 0.3 83％ 甲 【解释】 (4)表中第4次实验时，拉力所做的有用功为_____J，滑轮组的机械效率为______. 实验 次序 钩码重 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 4 0.2 1.8 0.6 74％ 4 6 0.1 2.5 0.3 _____ 5 8 0.1 3.2 0.3 83％ 0.6 80% (5)比较第1、2两次实验数据可知：使用同一滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与绕绳方式_____(选填“有关”或“无关”). 实验 次序 钩码重 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 4 0.2 1.8 0.6 74％ 4 6 0.1 2.5 0.3 _____ 5 8 0.1 3.2 0.3 83％ 无关 (6)比较_____两次实验数据可知：使用同一滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______(选填“有关”或“无关”). 实验 次序 钩码重 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 4 0.2 1.8 0.6 74％ 4 6 0.1 2.5 0.3 _____ 5 8 0.1 3.2 0.3 83％ 2、3　 无关 (7)比较_________三次实验数据可知：使用同一滑轮组提升重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越____. 实验 次序 钩码重 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 4 0.2 1.8 0.6 74％ 4 6 0.1 2.5 0.3 _____ 5 8 0.1 3.2 0.3 83％ 2、4、5 高 【交流】 (8)同学们利用该装置进行下一步研究，测出动滑轮的质量为130 g，根据表格中的数据得出：总功大于有用功与克服动滑轮重力所做的功之和，即W总＞W有＋W轮，你猜测还有什么因素影响机械效率？______________ ___________________________(写出一种因素即可). 绳子和滑轮之间的摩擦(或滑轮轴之间的摩擦) (9)[生活实践]为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有_____.(多选) A. 减轻动滑轮重 B. 适当增加所提物体重 C. 给机械加润滑油 D. 增加重物上升高度 ABC 新疆真题及变式 命题点 1 1. (人教图片改编题)如图所示，工人用大小为160 N的拉力，10 s内将重为300 N的重物在竖直方向上匀速提升2 m.若不计绳重及摩擦，则下列判断错误的是(　　) A. 绳子自由端移动的距离为4 m B. 动滑轮的重力为20 N C. 该滑轮组没有改变拉力的方向 D. 物体上升的速度为0.2 m/s 滑轮、滑轮组的特点 拓展训练 (人教八下P83) C 2. (2022新疆10题2分)如图所示，斜面的长为高的4倍，一物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体重力做的功和克服阻力做的功相等.若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时，斜面的机械效率为(　　) A. 20％ B. 25％ C. 50％ D. 75％ 命题点 2 机械效率相关计算(6年4考) C 3. [竖向滑轮组](2020新疆8题2分)小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，滑轮组的机械效率为(　　) A. 50％ B. 60％ C. 70％ D. 80％ A 3.1　 [横向滑轮组]如图所示，当水平拉力F＝40 N 时，恰好使物体沿水平地面向左做匀速直线运动.已知物体重为100 N，物体在10 s内水平向左移动了2 m，滑轮组的机械效率为60％，则克服物体与地面的摩擦力做功的功率为(　　) A. 12 W B. 14.4 W C. 24 W D. 144 W 变式 B 4. (2019新疆10题2分)用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组甲和乙，分别匀速提升同一重物时，滑轮组甲和乙的机械效率分别为80％和75％，不计绳重和摩擦，滑轮组甲和乙中的动滑轮重力之比为(　　) A. 4∶3 B. 3∶4 C. 5∶4 D. 4∶5 B 5. (2023新疆10题2分)使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值.已知动滑轮的重力为1.0 N，绳子能够承受的最大拉力为50 N.当匀速提升重为9.0 N的物体时，滑轮组的机械效率为81％，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为(　　) A. 90％ B. 89％ C. 88％ D. 87％ B 6. (2022年版课标素材题)[2021新疆16题(3)2分]2021年5月15日，我国天问一号火星探测器携带祝融号火星车成功着陆火星.小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物.若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5 N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率_____(选填“大于” “小于”或“等于”)在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa.(已知水银的密度为13.6×103 kg/m3) 等于 765 $$