2026年河南省中考物理一轮复习：滑轮 机械效率 课件

滑轮　机械效率 知识点1　滑轮和滑轮组(10年7考,除2024、2022、2017年) 类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组 定义 轴固定不动的滑轮 轴随物体一起移动的滑轮 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组 示意图           实质 等臂杠杆 省力杠杆   类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组 特点 　不能　省力, 　不能　省距离, 但是能改变　力的方向　 　能　省力, 但费　距离　且不能 　改变力的方向　  既可以省力又可以改变力的方向 s与h 的关系 s为绳端移动的距离,h为物体移动的距离 s=　h　  s绳=　s物　  s=　2h　  s绳=2s物 s=　2h　  F与G 的关系 忽略滑轮重及摩擦 F1=　G　  F2=　f　  F3= G F4=f F5= G 滑轮组的省力规律:动滑轮被几股绳子吊起,拉力就是物重的几分之一;F=G(不计动滑轮重和摩擦);F=(G+G动)(不计摩擦) 知识点2　机械效率(10年5考,2025、2024、2023、2019、2017年考) 1.三种功及相互关系 有用功 克服物体重力做的功,用W有表示 额外功 克服机械自重及摩擦力等因素的影响而多做的功,用W额表示 总功 动力所做的功叫总功,用W总表示,W总=　W有+W额　  2.机械效率 定义 把　有用功　和　总功　之比叫做机械效率,用符号η表示  计算公式 η=×100% 说明:(1)使用任何机械都不可避免地要做额外功,总有W有　<　W总,所以机械效率总是　小于　100%(机械效率通常用百分数表示)。因此使用任何一种机械都不能省功。 (2)提高机械效率的方法:①改进结构,使机械更合理、更轻巧;②使用时经常保养,定时加润滑油;③同一滑轮组,增大载重。 3.常见机械的机械效率 机械 类型       有用功 W有=　G物h　  W有=　fs物　  W有=　G物h　  总功 W总=Fs绳 W总=　Fs绳　  W总=　Fs　  额外功 W额=W总-W有; 不计绳重和摩擦时,W额=　G动h　 W额=W总-W有(水平放置滑轮或滑轮组的W额来自滑轮间的摩擦,若此摩擦不计,则W额=0) W额=W总-W有; W额=　fs　  机械 效率 提高机 械效率 的方法 　增大　物重;  　减小　动滑轮的重力; 　减小　机械间的摩擦  　减小　绳与滑轮间的摩擦  　增大　斜面倾角; 　减小　摩擦  1.(人教八下P113图12.3-2,12.3-3改编)如图所示是使用简单机械的情景,甲图中滑轮的轴固定不动,是一个 定 滑轮,它的优点是可以 改变力的方向 ;乙图中滑轮的轴可以随被吊物体一起运动,是一个　动　滑轮,此滑轮可以 　省力　。 2.(沪科八全P266图11-21改编)小欣用如图所示的动滑轮提升所受重力为G=9N的物体,当用竖直向上F=5N的拉力拉绳子的自由端匀速上升0.8m,物体上升了　0.4　m。不计绳重和摩擦,动滑轮所受的重力为　1　N。 3.(沪科八全P272T5改编)如图所示,某工人用滑轮组将一个重为600N的物体匀速提升1m,用了2s,所用拉力为250N,若不计摩擦和绳重, (1)工人所做的有用功　600　J;  (2)工人拉力做的总功　750　J;  (3)工人拉力的功率　375　W。 4.(人教八下P122T5)如图所示,戥子是一种微型杆秤,过去的中药房里都用戥子称量中药。为使问题简化,以下不考虑秤杆的重力。已知秤砣的质量为m0,零刻度在提纽右侧、离提纽的距离为l0。秤盘离提纽的距离为l1。当秤盘中放入一定质量的中药后,移动秤砣至杆秤水平平衡时,秤砣悬挂点到提纽的距离是l2中药的质量是多少? 解:零刻度时由杠杆的平衡条件可知:m盘l1=m0l0; 当秤盘中放中药质量为m药时; 由杠杆的平衡条件得:m药l1+m盘l1=m0l2, 所以m药=m0。 实验　测量滑轮组的机械效率(10年0考) [基础考法] 【实验装置】 【实验原理】　η=　  【主要实验器材及作用】 1.弹簧测力计:测量　钩码　所受的重力和绳端所受的　拉　力。 2.刻度尺:测量　钩码　上升的高度和绳端移动的　距离　。 【设计与进行实验】 实验思路: 1.要想测量滑轮组的机械效率,就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功,然后计算它们的比值。 (1)测出钩码所受的重力G与上升的　高度h　,根据W有=Gh计算有用功;  (2)测量出拉力F的大小,绳子自由端移动的　距离s　,根据W总=Fs计算总功。 实验过程: 1.实验中应沿　竖直　方向缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,记录该过程中弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s,并填入表格,计算出滑轮组的机械效率  2.如图乙,改变钩码的　数量　,重复上面的实验。 3.如图丙,增加　动滑轮　个数,重复上面的实验。 4.分析表中数据可知:第3次实验的机械效率η=　83.3%　。 实验 次数 钩码所受重力 G/N 钩码上升高度 h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动的距离s/m 机械 效率η 1 1 0.1 0.5 0.3 66.7% 2 1 0.15 0.5 0.45 66.7% 3 2 0.1 0.80 0.3 　　　  4 2 0.1 0.55 0.5 72.7% 【数据分析】 1.通过比较　1、2　(选填实验序号)两次实验数据得出结论:滑轮组的机械效率与物体上升的高度　无关　。 2.通过比较　1、3　(选填实验序号)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。 3.通过比较3、4两次实验数据可得出结论: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　。 【实验结论】 1.滑轮组机械效率与　提升物体所受的重力　、　动滑轮所受重力　、摩擦有关,与　物体上升的高度　无关。 2.提升物体所受重力越　大　、动滑轮所受重力越　小　、摩擦越 小 ,机械效率越高。 [能力提升] 【交流与反思】 1.为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升钩码时读数,正确的是　B　(选填“A”或“B”)同学的方法。若在测力计静止时读数,测出的机械效率将偏　大　。 2.若实验时,弹簧测力计拉绳子移动的速度增大,仍使钩码缓慢匀速上升,则所测的机械效率将　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 3.根据以上结论和生活经验,要提高滑轮组的机械效率,建议可采取的措施有　ABC　(选填字母)。 A.减轻动滑轮重　　B.增加所提物体重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 [核心素养] 【问题讨论】 如图丁、戊所示,同一滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率η丁　=　(选填“>”“=”或“<”)η戊。 【例】　(2025·民权县模拟)小亮同学使用如图甲、乙所示器材研究滑轮的特点: (1)如图甲所示,他分别沿着三个方向匀速拉动物块上升,可以得出结论:使用定滑轮时,不能省力,但可以改变拉力的方向。请你说出一个定滑轮在生活中应用的例子:　升国旗时旗杆顶上的滑轮　。 (2)如图乙所示,他用动滑轮竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计。若不考虑摩擦和绳重,则动滑轮重为　0.2　N。 (3)结合定滑轮和动滑轮的特点,他组装了一个如图丙所示的滑轮组,并用弹簧测力计拉着重物匀速上升10cm,测得弹簧测力计示数为0.8N,则在此次实验中,克服重物重力所做的有用功为　0.2　J,滑轮组的机械效率约为 　83.3%　(结果保留一位小数)。 (4)若要提高图丙所示滑轮组的机械效率,你有什么建议:　换用更轻的动滑轮或增加物体的质量　(写出一条即可)。 考点1　滑轮与滑轮组(10年4考) 【典例1】　(2025·长宁区二模)如图所示,分别用力F1、F2匀速提升相同质量的物体。其中可以看作省力杠杆的是图　乙　(选填“甲”或“乙”)中的滑轮;此过程中,物体的　动能　(选填“动能”“重力势能”或“机械能”)不变;不计滑轮重及摩擦,若拉力F1的大小为20N,则拉力F2的大小为　10　N。 解题思路　图甲中的滑轮为　定　滑轮,不能 省力 ,拉力F1的大小 等于　物重G,F1=G=20N;图乙中的滑轮为　动　滑轮,其实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,因此,可以省　一半　的力;若不计滑轮重及摩擦, F2=G=10N。如图所示,分别用力F1、F2匀速提升相同质量的物体,此过程中,物体的 　质量　和　速度　都不变,即动能　不变　。 本题考法　①定滑轮的实质是等臂杠杆,不能省力,但可以改变力的方向。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省一半力,但不能改变力的方向;②动能的大小与物体的质量和速度有关,质量不变,速度不变,则动能不变。 考点2　机械效率的计算(10年3考) 类型1　竖直方向滑轮(组)的机械效率 【典例2】　(2025·涧西区一模)如图所示,工人师傅用150N的拉力,使重为1200N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动(不计绳重及轮与轴的摩擦),地面对物体的摩擦力为物重的0.2。 下列说法正确的是( B ) A.使用该滑轮组可以省功 B.动滑轮所受的重力为60N C.工人拉力做功的功率为30W D.增大物体所受的重力,滑轮组机械效率不变 解题思路　由功的原理可知,使用滑轮组不能　省功　;由题意可知,物体受到地面的滑动摩擦力:f=0.2G=0.2×1200N=240N,由图可知n=　2　,由不计绳重和摩擦时F=(f+G动)可知,动滑轮所受的重力:G动=nF-f= 2×150N-240N=60N;绳子自由端移动的速度:v=　n　v物=2×0.2m/s= 　0.4　m/s,工人所用拉力做功的功率:P==Fv=150N×0.4m/s=　60　 W;由物体受到地面的滑动摩擦力恒为物重的0.2可知,增大物体所受的重力后物体受到地面的滑动摩擦力增大,由W有=fs物可知,物体移动距离相同 时,有用功W有增大,额外功W额不变;由η=可知,有 用功W有增大,额外功W额不变时,机械效率　增大　。 类型2　水平方向滑轮(组)的机械效率 【典例3】　(2025·驿城区一模)用如图所示滑轮组在水平方向上拉着重物M,在水平地面上以2m/s的速度匀速前进3m,M重1000N,绳子自由端拉力F为400N,绳子与滑轮的重力均不计,M与地面之间的摩擦力为600N,则下列说法正确的是( D ) A.滑轮组装置的机械效率为66.7% B.滑轮组装置做的有用功为1200J C.拉力F做功为3000J D.M以2m/s的速度匀速前进,拉力F的功率是2400W 解题思路　水平使用滑轮组,克服物体受到的　摩擦力　所做的功为 　有用功　,由图可知,动滑轮上的绳子段数n=　3　,则滑轮组装置的机械效率:η==　50　%;滑轮组装置做的有用功:W有=fs物=600N×3m=　1800　J;拉力F做的功:W=Fs绳=Fns物=400N×3×3m=　3600　J;拉力F做功的时间:t==1.5s,拉力F的功率:P==　2400　W。 类型3　斜面的机械效率(10年0考) 【典例4】　(2025·泌阳县模拟)如图所示,工人用沿斜面向上、大小为500N的推力,将重800N的货物从斜面底端匀速推上顶端共用时4s。已知斜面长2m,高1m,下列说法正确的是( D ) A.物体运动的平均速度为2m/s B.物体受到的摩擦力方向沿斜面向上 C.推力做功的功率为200W D.此斜面的机械效率为80% 解题思路　物体运动的平均速度:v==　0.5　m/s;货物沿斜面向上运动,货物受到斜面的摩擦力的方向沿斜面　向下　;推力做的总功:W总=Fs=500N×2m=1000J,推力做功的功率:P==　250　W;克服货物重力做的有用功:W有=Gh=800N×1m=800J,斜面的机械效率: η==　80　%。 命题点1　滑轮及滑轮组 1.(2025·河南)如图,某工人利用滑轮在时间t内,将重为G的物料匀速提升了h的高度,工人对绳子竖直向上的拉力大小为F,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( C ) A.该工人使用的是定滑轮 B.提升物料做的有用功为2Gh C.拉力F做功的功率为 D.该滑轮的机械效率为 2.(2024·河南)如图,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 ( C ) 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 命题点2　机械效率的计算 3.(2023·河南)如图所示,在200N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300N的货物匀速提升,在20s内货物竖直上升了2m。不计绳重及滑轮上的摩擦,下列说法正确的是( C ) A.滑轮组做的有用功为400J B.拉力F做功的功率为30W C.滑轮组的机械效率为75% D.此滑轮组提升的货物越轻,机械效率越大 4.(2025·林州市模拟)工人用如图甲所示的滑轮组和箱子将建材匀速运送到一定的高度,该滑轮组的机械效率与所提升建材所受重力的关系如图乙所示,已知箱子所受重力为200N。若忽略绳子所受重力和绳与滑轮间的摩擦力,则下列有关说法不正确的是( B ) A.同一滑轮组中,所提升物体所受重力越大, 该滑轮组的机械效率越高 B.该滑轮组中动滑轮所受重力为400N C.当该滑轮组的机械效率为60%时, 所提升建材所受重力为600N D.若某次提升重800N的建材,该滑轮组的机械效率约为66.7% $