第4节 滑轮、斜面及机械效率(课件PPT)-【学海风暴·PK中考】2025安徽中考物理备考讲练本

授课人：XXXX 第十一讲 功能机械能 简单机械 第4节　滑轮、斜面及机械效率 物理·安徽中考 YUHENG YUHENG 软件使用 如果由于缺少软件或软件未更新不能正常播放，可自行下载安装最新的软件，文件夹提供了部分安装包 字体显示 如果有的字体不能显示，请先把字体包中的字体直接复制粘贴至C:\WINDOWS\Fonts即可 便捷操作 目录、返回目录等都有超链接，点击即可跳转至相应页面 视频播放 若因软件问题视频无法打开，请在相应的视频文件夹打开原视频 YUHENG 目录 中考考点解读 重点难点突破 实验核心讲练 中考真题体验 YUHENG YUHENG 点击返回目录页 中考考点解读 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 重点难点突破 滑轮组机械效率的计算 【方法指导】求滑轮组的机械效率的一般步骤：（1）先判断与动滑轮连接的绳子段数n，利用s＝nh求拉力F端移动的距离。（2）利用W总＝Fs求总功，竖直方向的滑轮组利用W有＝Gh求有用功（注意：对于水平方向的滑轮组，有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，即W有＝fs物）。（3）根据η＝×100％求机械效率。 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 斜面机械效率的计算 【方法指导】利用W总＝Fs可求出拉力做的功，即总功；再利用W有＝Gh求出有用功；最后利用机械效率的计算公式η＝×100％求出斜面的机械效率。 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 实验核心讲练 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 中考真题体验 滑轮（组）机械效率的相关计算 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 斜面机械效率的相关计算 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 滑轮和滑轮组（10年2考） 1.定滑轮、动滑轮、滑轮组 示意图 定义 实质 特点 力的关系和距离的关系 （忽略滑轮重、绳重和摩擦） 定滑轮 轴固定不动的滑轮 相当于一个等臂杠杆 可以① 改变力的方向 ，但不省力，也不省距离 F＝G，s＝h 动滑轮 轴可以随被吊物体一起运动的滑轮 相当于一个省力杠杆，动力臂是阻力臂的2倍 可以② 省力　，但费距离（不能改变力的方向） F＝③ 　　G，s＝2h 滑轮组 把定滑轮和动滑轮组合在一起 既可以④ 省力 ，又可以⑤ 改变力的方向 F＝G，s＝⑥ n　h 2.其他简单机械 （1）斜面：斜面是一种省力、费距离的简单机械，如盘山公路等。 （2）轮轴：由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴也可以看成是杠杆的变形，如门把手（省力）、方向盘（省力）、扳手（省力）、雨刮器（费力）。 机械效率（10年8考） 1.有用功、额外功和总功 （1）有用功（W有）：人们使用机械完成某一项任务时所必须做的功叫做有用功。利用机械匀速提升物体时，有用功W有＝⑦ Gh　；利用机械匀速拉物体使其在水平面上移动时，有用功W有＝⑧ fs　　。 （2）额外功（W额）：利用机械完成某一项任务时，并非我们需要，但又不得不做的功叫做额外功。 （3）总功（W总）：有用功和额外功之和。总功就是使用机械时动力做的功。 　2.机械效率 （1）定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用⑨ 百分数　来表示。　 没有单位，小于1。 （2）公式：⑩ η＝×100％　　。 （3）提高机械效率的方法　　　　　 机械效率高并不意味着有用功多， 增大有用功或减小额外功，具体为： 只是有用功占总功的比例大。 增大提升物体的重力（增大有用功）； 减小机械本身的重力（减小克服机械重力做的额外功）； 定时润滑（减小克服机械间的摩擦做的额外功）。 3.常见的简单机械的机械效率 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升物体 水平匀速拉动物体 有用功 W有＝Gh W有＝Gh W有＝fs物 W有＝Gh 总功 W总＝Fs W总＝Fs＝F·nh W总＝（G＋G动）·h（不计绳重和摩擦） W总＝Fs＝F·ns物 W总＝Fs 机械 效率 η＝ η＝＝（s＝nh） η＝（不计绳重和摩擦） η＝＝（s＝ns物） η＝或η＝ （2024六安模拟改编） 用滑轮组提升重物时，我们可以用参数M（M＝）来衡 量滑轮组的省力程度，M越大，滑轮组越省力。如右图 所示，当被提升物体的重力G＝300N时，M＝1.5。（绳 重和摩擦忽略不计） （1）当被提升物体的重力G＝300N时，求绳子自由端的拉力。 （2）当被提升物体的重力G＝300N时，求滑轮组的机械效率η。 （3）当被提升物体的重力G＝300N时，若物体上升速度为0.1m/s，求此时拉力F的功率。 （4）求动滑轮的重力。 （5）请推导：该滑轮组提升不同重物时，被提升物体越重，滑轮组越省力。 解：（1）由M＝可知，当被提升物体的重力G＝300N时，绳子自由端的拉力F＝＝＝200N （2）由图可知n＝2，滑轮组的机械效率η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝75％ （3）绳子自由端移动的速度v＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s 则拉力做功的功率P＝＝＝Fv＝200N×0.2m/s＝40W （4）绳重和摩擦忽略不计，则动滑轮的重力G动＝nF－G＝2×200N－300N＝100N （5）由F＝（G＋G动）可知，M＝＝＝，动滑轮的重力一定，被提升物体越重，M越大，滑轮组越省力。 （2024淮北模拟）如下图所示，利用滑轮组匀速拉动水平地面上重300N的物体，拉力F的大小为40N，若滑轮组的机械效率为75％，则物体和地面之间的摩擦力大小为　60　N。 如右图所示，斜面长s＝3m，高h＝1m，现用80N的拉力F，沿着斜面方向匀速拉动一个重力为G的物体，物体的大小忽略不计，从底端拉到顶端共用时12s，斜面的机械效率η＝75％。 （1）求拉力F做的总功。 （2）求拉力F的功率。 （3）求拉力F对物体所做的有用功。 （4）求物体重力G的大小。 （5）求物体克服摩擦力做的额外功。 （6）证明物体受到的摩擦力f＝F（1－η）。 　解：（1）拉力F做的总功W总＝Fs＝80N×3m＝240J 　　 （2）拉力F的功率P＝＝＝20W （3）由η＝×100％得，拉力F做的有用功 W有＝η×W总＝75％×240J＝180J （4）由W有＝Gh得，物体重力 G＝＝＝180N （5）物体克服摩擦力做的额外功 W额＝W总－W有＝240J－180J＝60J （6）克服摩擦力做的额外功 W额＝W总－W有＝W总－η×W总＝W总（1－η）＝Fs（1－η） 由W额＝fs得，摩擦力f＝F（1－η） （2024眉山）下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，用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/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 （ D ） A.拉力做的功为3J B.物体受到的摩擦力为1.5N C.在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D.若以2m/s的速度匀速拉动物体，则斜面的机械效率仍为75％ 测量滑轮组的机械效率（10年未考） 【设计与进行实验】 1.实验原理：η＝×100％。 2.实验器材：滑轮组、钩码、弹簧测力计、刻度尺、细线、铁架台。 3.实验过程中的注意事项 （1）实验中要缓慢匀速拉动弹簧测力计，目的是使弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力大小。 （2）实验时，要记录钩码和绳子自由端的起始位置，目的是测量钩码和弹簧测力计移动的距离。 【实验结论】 1.使用同一滑轮组提升重物时，重物越重，机械效率越高。 2.提升同一重物时，滑轮组中动滑轮的个数越少，即动滑轮重力越小，机械效率越高。 3.同一滑轮组的机械效率的大小与绕线方式和提升重物的高度无关。 【交流与反思】 1.实验方案存在的不足 （1）不容易保持弹簧测力计做匀速直线运动，弹簧测力计示数不稳定。 （2）弹簧测力计在运动中读数不方便，误差较大。 2.影响滑轮组机械效率的其他因素：绳与滑轮间的摩擦，滑轮与轴之间的摩擦，绳子的重力等。 3.如果没有刻度尺，只有弹簧测力计，利用η＝也可测量机械效率。 提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用。一组同学在做“测量滑轮组的机械效率”实验，实验测得的数据如下表所示。 实验次序 物体的重力G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1 0.3 66.7％ 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4％ 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1％ （1）如图甲所示，实验中应尽量竖直向上　匀速　（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计。 （2）计算出第3次实验的有用功为　0.4　J，机械效率为　74.1％　（结果精确到0.1％）。 （3）分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率　越高　（选填“越高”“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可知，机械效率与物体上升的高度　　无关　（选填“有关”或“无关”）。 【实验拓展】 （4）小红也利用重力为2N、3N、4N的钩码进行了3次实验，每次测得的机械效率均大于该组同学的测量值。小红的测量值偏大的原因可能是　C　。 A.测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升 C.她所使用的动滑轮的重力小于该组同学所使用的动滑轮的重力 【分析与论证】 （5）如果将滑轮组的绕绳方式换成图乙所示的绕绳方式， 不考虑绳重及摩擦，匀速提升相同的物体时，滑轮组的机械效 率将　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 　　（6）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项可提高机械效率的是　B　（填字母）。 A.增大绳重　　　　　B.减轻动滑轮重　　　　　C.加快物体被提升的速度 1.（2022安徽题8）用如图所示的滑轮组将重力为3.6N的物体竖直向上匀速提升0.5m，拉力F的大小为1.5N，则该滑轮组的机械效率为　80％　。 2.（2021安徽题8）如图所示，用滑轮组将一个重物竖 直向上匀速提升2m，所用拉力F＝100N。若该过程中 滑轮组的机械效率为80％，则滑轮组对重物做的有用 功为　320　J。 3.（2018安徽题4）如右图所示，当工人师傅用400N 的拉力向下拉绳时，可使重680N的重物匀速上升。此 过程中滑轮组的机械效率为　85％　。 4.（2017安徽题16）如下图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体A的重力为200N，所受地面的摩擦力约为80N。假如在5s时间内，物体A水平移动了0.6m，不计绳重和滑轮的自重，则在此过程中 （ C ） A.拉力F做的功为30J B.物体A重力做的功为120J C.拉力F做功的功率为12W D.该装置的机械效率约为60％ 5.（2020安徽题6）如右图所示，工人沿斜面用 大小一定的力F把一个重力为600N的物体从斜面 底部匀速推到顶端（不考虑物体的大小）。已知 斜面长L＝3m，高h＝1.5m。若该过程中斜面的 效率为60％，则推力F所做的功为　1500　J。 6.（2019安徽题5）用沿斜面向上、大小为3.5N的力将一个重力为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面的长度为2m，高度为1m，则该过程中斜面的机械效率为　　70％　。 7.（2023安徽题21）如右图所示，一个固定斜面 的顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的 机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮 将重6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体 上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。 求此过程中： （1）做的有用功。 （2）该装置的机械效率。 解：（1）有用功为W有＝Gh＝6N×0.3m＝1.8J （2）总功为W总＝Fs＝4N×0.6m＝2.4J 所以该装置的机械效率为η＝×100％＝×100％＝75％ $$