第12讲 简单机械 第2节 滑轮、斜面及机械效率-【学海风暴·PK中考】2026中考物理备考（安徽专用）

第2节 滑轮、斜面及机械效率 中考考点解读 考点一 滑轮和滑轮组(10年8考) 1.定滑轮、动滑轮、滑轮组 力的关系和距离的关系 示意图 定义 实质 特点 (忽略滑轮重、绳重和摩擦) 可以① 定滑轮 轴固定不动的 相当于一个等臂 ,但不省力，也 F=G,s=h 滑轮 杠杆 不省距离 轴可以随被吊物 相当于一个省力 可以② 动滑轮 体一起运动的 杠杆，动力臂是 但费距离（不能改变 F=3 G.s=2h 滑轮 阻力臂的2倍 力的方向) 既可以④ 滑轮组 把定滑轮和动滑 又可以⑤ F-]G.s-0 轮组合在一起 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）等。 考点已机械效率(10年8考) 1.有用功、额外功和总功 (1)有用功(W有)：使用机械完成某一项任务时我们需要、有价值的功叫作有用功。利用机械匀 速提升物体时，有用功W有=⑦ ;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 (2)额外功(W舞)：利用机械完成某一项任务时，就必须克服机械部件自身的重力和摩擦力等做 一定量的功，这部分无利用价值却不得不做的功叫作额外功。 (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作机械效率，通常用⑨ 来表示。 (2)公式：⑩ 没有单位，小子1 (3)提高机械效率的方法 ·机械效率高并不意味着有用功多，只是有用功占总功的比例大 增大有用功或减小额外功，具体为： 94 己025安徽物理 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 滑轮（组） 杠杆 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药 W有=Gh W&=Fs=F·h 总功 W:=Fs W多=(G十G)·h(不计绳重 W龙=Fs=F·热 Ws=Fs 和摩擦) Gh G n一Fs ×100%= FX100%(: 机械 Gh、 =nh) "X100%= nFs Gh×100%或= nF ×100% 1一 效率 Fs 100% G Gh 7一G十G动 ×100%(不计绳重 (s=ns物） Gh+万X100% 和摩擦) 答案速查 ①改变力的方向 ②省力 ③2 ④省力 ⑤改变力的方向⑥n⑦Gh⑧fs ⑨百分 数 W布×100% 四n一 重点难点突破 重难点口 滑轮组机械效率的计算 绳子自由端的拉力。 【方法指导】求滑轮组的机械效率的一般步 (2)当被提升物体的重力G=300N时，求 骤：(1)先判断与动滑轮连接的绳子段数n,利用 滑轮组的机械效率)。 s=h求拉力F端移动的距离。(2)利用W。= (3)当被提升物体的重力G=300N时，若物 Fs求总功，竖直方向的滑轮组利用W有=Gh求 体上升速度为0.1m/s,求此时拉力F的功率。 有用功（注意：对于水平方向的滑轮组，有用功 (4)求动滑轮的重力。 等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，即W有= (5)请推导：用该滑轮组提升不同重物时，被 f.3)限若7那×10%录机核效率， 提升物体越重，滑轮组越省力。 我的解答 典题1多角度设问 用滑轮组提升重物时，我们可以 G 用参数M(M=F)来衡量滑轮 c] 组的省力程度，M越大，滑轮组越省力。如上图 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 中考考点整合 95 (1)斜面引重车所做的有用功。 (2)斜面引重车所做的总功。 (3)斜面引重车的机械效率。 (4)斜面引重车所做的额外功。 (5)重物所受摩擦力的大小。 我的解答 类题①(2025安庆一模)如下图所示，重 力G=500N的物体在50N的水平拉力F作用 下水平向右做匀速直线运动，此时滑轮组的机 械效率？=80%，则水平地面对物体的摩擦力f 重难点日 刹面机械效率的计算 【方法指导】利用W。=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 类题2图甲所示的是工人搬运货物的情 利用机械效率的计算公式刀一 W整X100%求出 景，简化示意图如图乙所示：先利用斜面将货物 斜面的机械效率。 匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点，这 典题2多角度设问《墨经·经下》里 个过程中推力大小一直为800N,方向与运动方 向保持一致，货物重力为1000N,各段长度已标 记载了一种斜面引重车，如下图所示，系紧在后轮 轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重 出。将货物推到车上用时10s,水平推货物到d 物连接。若用该引重车将重力为2000N的重物 点用时5s,g取10N/kg。 从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长2m,高 0.8m,后轮轴施加在绳子上的力为1000N,求： (不计绳重、机械间的摩擦) m 滑轮可 (1)货物从b点运动到d点的过程中，求推 力做功的功率大小。 (2)斜面的机械效率是多少？ 后轮 前轮 (3)求货物在斜面上受到的摩擦力大小。 96 己025安徽物理 我的解答 实验核心讲练 实验测量滑轮组的机械效率(10年未考) 实验要点 【设计与进行实验】 有X100%。 1.实验原理：刃=w 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)实验中要缓慢句速拉动弹簧测力计，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)一示×100%也可测量机械效率。 针对训练 (2025毫州利辛一模)小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图甲所示，实验中每个 钩码重2N,测得的数据如下表所示。 中考考点整合 实验 钩码总重 钩码上升的 测力计示数 测力计移动 机械效率1 次序 G/N 高度h/m F/N 距离s/m 4 0.1 1.8 0.3 74% 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 0.1 1.4 0.5 h 0.2 1.4 1.0 57% (1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动；第3次实验测 得的机械效率为 (结果精确到1%)。 (2)分析第1、2次实验数据可知，用同一滑轮组提升重物时，重物越重，机械效率 分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升高度 (选填“有关”或 “无关”)。 素养拓展 【实验拓展】 8小明想到计算机枝效率还可用)广G。G。×100%,于是用弹资测力计测得动浙轮所受的 重力，代入上式计算后发现比实际测得的机械效率 (选填“大”或“小”)。 (4)小红也利用重力为4N、6N的钩码进行了2次实验，每次测得的机械效率均大于小明同学 的测量值。小红的测量值更大的原因可能是 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小明同学所使用的动滑轮的重力 【分析与论证】 (5)如果将图甲a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 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 中考真题体验 命题点一 滑轮（组）机械效率的相关计算 2.(2021安徽T8)如图所示，用滑轮组将一个重物 1.(2022安徽T8)用如图所示的滑轮组将重力 竖直向上匀速提升2m,所用拉力F=100N。若 为3.6N的物体竖直向上匀速提升0.5m,拉 该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮 力F的大小为1.5N,则该滑轮组的机械效率 组对重物做的有用功为 为 3.(2018安徽T4)如右图所示，工人师 傅用400N的拉力向下拉绳，使重 680N的重物匀速上升。此过程中 滑轮组的机械效率为 白 4.(2017安徽T16)如下图所示，水平拉力F= 第1题图 第2题图 50N,此时物体A沿水平地面向右做匀速直 98 己025安徽物理 线运动。已知物体A的重力为200N,所受 命题点二 刹面机械效率的相关计算 地面的摩擦力约为80N。假如在5s时间内， 6.(2020安徽T6)如右图所示， 物体A水平移动了0.6m,不计绳重和滑轮的 工人沿斜面用大小一定的力 自重，则在此过程中 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 A.拉力F做的功为30J 过程中斜面的效率为60%，则推力F所做的功 B.物体A重力做的功为120J 为 J。 C.拉力F做功的功率为12W 7.(2019安徽T5)用沿斜面向上、大小为3.5N D.该装置的机械效率约为60% 的力将一个重力为4.9N的物体从斜面底端 5.(2025安徽T21)右图是某工人利 匀速拉到顶端。已知斜面的长度为2m,高度 用一个滑轮提升物体的示意图。 为1m,则该过程中斜面的机械效率为 该工人将质量为40kg的物体沿竖 直方向匀速提升3m,此过程中滑 8.(2023安徽T21)如右图所示， 轮的机械效率为80%，g取10N/ 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 kg。求： 的机械效率，用弹簧测力计连 (1)物体受到的重力大小。 接细绳，跨过定滑轮将重6N (2)工人所做的有用功。 的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m,物体上升 (3)工人所做的总功。 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。 温馨提示。复习完本节内容后，请完成集训本中相应的“模块分层练习”。 中考考点整合 99由图知，La<L4,则GLa<G,L。 则斜面的机械效率)一 W五×100%=1200了 900J ×100% 所以木板在该位置不能平衡。 第2节滑轮、斜面及机械效率 =75% ○重点难点突破 (3)克服货物所受摩擦力做的额外功 W量=W。-W有=1200J-900J=300J G 【典题1】解：(1)由M= 可知，当被提升物体的重力G 由W=fs可得货物受到的摩擦力f= W题=300J G300N sa 1.5 m =300N时，绳子自由端的拉力F= M= =200N 1.5 200N _W五×100% ○实验核心讲练 (2)由图可知n=2,滑轮组的机械效率7一W。 (1)匀速直线57%(2)越高无关(3)大(4)C -×160%-™x10o%- FX100% G 300N (5)不变 2X200N× 【解析】(1)为了方便读数，在实验过程中，应缓慢拉动 100%=75% 弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，此时 (3)绳子自由端移动的速度v=w物=2X0.1m/s=0.2m/s 钩码处于平衡状态。第3次实验测得的机械效率为 则拉力做功的功率P=四_E =Fv=200N×0.2m/s _Wm×100%=G W 10g-0× s =40W 100%≈57%。(2)比较实验1、2可知，增加所提物体 (4)绳重和摩擦忽略不计，则动滑轮的重力G=F一G 重力，可提高滑轮组机械效率；比较实验3、4可知，使 =2×200N-300N=100N 用同一滑轮组提升相同重物时，滑轮组的机械效率与 G G ⑤)由F二G十Ga)可知，ME 重物上升高度无关。(3)不计绳重和摩擦的条件下，滑 2(G+Ga) 轮组的机械效率为刀一W。 W有 有进X100%一W有阳十W领 -X 2 ,动滑轮的重力一定，被提升物体越重，M越大， G物h G物 动 1十G 10%=Gn1+Ga万X100%=G十G ×100%,但 实际上要克服绳重和摩擦做额外功，故实际的总功大 滑轮组越省力。 于上式中的总功，因有用功大小不变，故将数据代入 【类题1】120【解析】使用滑轮组水平拉动物体时，克服 物体所受摩擦力做的功是有用功。连接动滑轮的绳子 上式计算得到的机械效率比实际测得的机械效率大。 (4)测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线 _W在×100% 段数1=3，根据7=w。 数X100%=Fs0 fS物 F5 下方，会导致绳端拉力偏大，测得的机械效率偏小。 弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，会导致绳端 ×100%=正1 ×100%得，水平地面对物体的摩擦力∫一 拉力变大，机械效率变小。小红所使用的动滑轮的重 mF=80%×3X50N=120N。 力小于小明同学所使用的动滑轮的重力，所做的额外 【典题2】解：(1)斜面引重车所做的有用功 功小，有用功不变，有用功占总功的比值更大，机械效 W有m=Gh=2000N×0.8m=1600J 率更大。(5)将图甲a滑轮组的绕绳方式换成图乙所 (2)斜面引重车所做的总功 示的绕绳方式，不考虑绳重及摩擦，克服动滑轮的重 W=Fs=1000N×2m=2000J 力做的功为额外功，根据？ _W有题×100%= (3)斜面引重车的机械效率 W有用 Gh W有"×100%=20007×100%=80% 7-We W有阳十W装 ×100%=Gh+Ga五X100%-G+G (4)斜面引重车所做的额外功 100%可知，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 W额=W。-W有用=2000J-1600J=400J 不变。 (6)重物所受摩擦力f=”-4001-=20N ○中考真题体验 2m 1.80% 【类题2】解：(1)货物从b点运动到d点的过程中，推力 2.320【解析】由题图知，承担物重的绳子有2段，即n F=800N =2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m,拉 推力做的功W=Fsu=800N×1.5m-1200J 力F做的总功W。=Fs=100NX4m=400J。由7= 推力做功的功率P-W-1200J=240W W×1O0%可得滑轮组对重物做的有用功W看一 (2)利用斜面将货物匀速推到车上时，克服货物重力做 7W。=80%×400J=320J。 的有用功W右=Gh=1000N×0.9m=900J 3.85% 推力做的总功W。=Fs=800N×1.5m=1200J 4.C【解析】因为物体A水平运动，物体A在重力方向 14 A己·已6安徽物理 上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做的功为0，：小灯泡L:工作，干路电流变小，电流表示数会变小，B正 B错误。由题图可知，该滑轮为动滑轮，绳子的有效股数 确。并联电路各支路两端电压相等，所以小灯泡L,两端 n=2,则绳端移动的距离sw=s物=2×0.6m=1.2m, 的电压与I2两端的电压一样大，C错误。开关S,在干 拉力F做的功W。=FsW=50NX1.2m=60J,A错误。 路中，开关S控制小灯泡L2,若只闭合开关S,两灯都 拉力F做功的功率P=e=0!-12W,C正确。物 不能发光，D错误。 【典题2】B 体A所受地面的摩擦力约为80N,则有用功约为 【类题2】C【解析】A选项，S闭合时，电铃响，灯被短 W有：=fs物=80N×0.6m=48J,该装置的机械效率 路，灯不亮，MN被扯断后灯亮，电铃也响，不符合题意。 约为？一W。 X100%-。100%=80%,D错误 B选项，S闭合时，灯和电铃并联，此时灯亮且电铃响， MN被扯断后，灯所在支路断路，此时电铃响，灯不亮， 5.解：(1)物体受到的重力大小G=mg=40kg×10N/kg 不符合题意。C选项，S闭合时，电铃被短路，此时灯亮， =400N 电铃不响，MN被扯断后灯和电铃串联，灯亮且电铃响， (2)工人所做的有用功W有=Gh=400N×3m= 符合题意。D选项，S闭合时，灯和电铃并联，此时灯亮 1200J 且电铃响，MN扯断后，电铃所在支路断路，此时灯亮而 (3)工人所做的总功W。= W有_1200J =1500J 电铃不响，不符合题意。 80% 6.15007.70% ○实验核心讲练 8.解：(1)有用功为W有=Gh=6N×0.3m=1.8J 1.(1)断开(2)电流表没有调零(3)换用不同规格的 (2)总功为W。=Fs=4N×0.6m=2.4J 灯泡多次测量(4)灯泡L,断路（或电流表断路） _W粒×100% (5)①换用0一0.6A的测量范围②正、负接线柱接 所以该装置的机械效率为)一W。 1.8J 2.行× 反了(6)并联电路中干路电流等于各支路电流之和 100%=75% 2.(1)如下图所示(2)不能这样做会使电压表正、负 接线柱接反(3)使结论更具有普遍性(4)能，因为 模块四电（磁）学 三次实验的数据是合理的(5)U=U,十U2(6)不变 第十三讲电路电流电压电阻 各节电池两端的电压之和 第1节电学基础知识 ○重点难点突破 【典题1】(1)L1电源6(2)串L(3)24 (4)并千路L1(5)0.20.3 【解析】(1)当S2、S闭合，S断开时，灯L短路，电路中 3.(1)如下图所示(2)同一0.9大小(3)0.4 只有灯L。工作，等效电路如图甲所示，电压表测量电源 (4)大(5)温度 (6)控制变量法和转换法 电压：电压表示数为6V,即电源电压为6V。(2)当S、 S断开，S闭合时，等效电路如图乙所示，两灯串联，电 压表测L2两端的电压。(3)当S、S断开，S闭合时，两 灯串联，电压表示数为4V,即灯L2两端的电压U2= 4V;根据串联电路电压的规律可知，L1两端的电压为 ○中考真题体验 U1=U-U2=6V-4V=2V。(4)当S、S闭合，S断 1.失去 开时，两灯并联，等效电路如图丙所示，电流表A测干路 2.D【解析】M带正电，N带负电，M的金属箔张开的角 电流，电流表A,测通过灯L1的电流。(5)当S、S闭 度大于N的金属箔张开的角度，说明M所带电荷数 合，S2断开时，两灯并联，电流表A1测通过灯L,的电 大于N所带电荷数。用一根带绝缘柄的金属棒把M 流，则I1=0.2A:根据并联电路电流的规律可知，通过 和N的金属球连接起来，连接的瞬间，电子从N转移 灯L2的电流12=I-1,=0.5A-0.2A=0.3A。 到M,N带的负电荷减少，金属箔的张角减小，M带的 正电荷减少，金属箔的张角减小；当两个验电器所带 电荷平衡后，电子将不再定向移动，即金属棒中不再 有电流：而电流方向与自由电子定向移动的方向相 反，所以金属棒中的瞬间电流方向是M-→N,故D符合 【类题1】B【解析】两个小灯泡并列连接，是并联关系， 题意，A、B、C不符合题意。 开关S在干路中，开关S。控制小灯泡L2,电流表测量干 3.C【解析】用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒因失去电子 路电流，A错误。若断开开关S,小灯泡L2断路，只有 而带正电，丝绸因得到电子而带负电，故C正确。 参考答案 15