内容正文:
精讲册
物理
第十讲 简单机械
第2节 滑轮、斜面及机械效率(6年5考,2~6分)
更符合安徽新中考
目录
01
02
表格梳理 过考点
核心考点 精讲练
04
安徽真题 随堂测
03
实验突破 提素养
更符合安徽新中考
3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
例 测量某种简单机械的机械效率。(见本册P78例题)
3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的
作用。
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表格梳理 过考点
【版本导航】沪科:八年级P264~272 沪粤:八下P32~37;九上P11~14 人教:八下P113~121
北师:八下P110~114;P125~137
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类型 图示 定义 实质 特点 绳子移动距离(s)与重物提升高度(h)的关系 F与G的关系
(忽略绳和滑轮重及摩擦)
定滑轮 轴①_____
_______的滑轮 ②______杠杆 可以改变③____
________,但不省力也不省距离 s=④_____ F1=⑤_____
滑轮、滑轮组
固定
等臂
力
h
G
不动
的方向
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类型 图示 定义 实质 特点 绳子移动距离(s)与重物提升高度(h)的关系 F与G的关系(忽略绳和滑轮重及摩擦)
动滑轮 滑轮的轴随物体一起运动的滑轮 ⑥_______杠杆 可以省力,但不能省距离 s=⑦_____ F2=⑧____
滑轮组 把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组 / 既可以省力又可以改变力的方向 s=⑨_____ F3=⑩_____
省力
2h
G
2h
G
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滑轮组承担物重的绳子段数判断:如下图,在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线,将定滑轮和动滑轮隔开,然后数出与动滑轮相连的绳子段数,即为滑轮组承担物重的绳子段数n。
注:n值越大,滑轮组越省力。
甲 乙
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其他简
单机械 斜面 省力费距离。同样的高度,斜面的倾角越小越省力。应用:盘山坡道、斜面传送带等
轮轴 省力费距离。应用:门把手、方向盘等
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有用功和额外功、机械效率
有用功 直接用弹簧测力计提升钩码(图甲),其拉力克服钩码的重力做的功为有用功,用W有表示 甲 乙
总功 图乙中弹簧测力计的拉力所做的功为总功,用W总表示
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额外功 图乙克服滑轮的重力及摩擦力等做功,这部分功为额外功,用W额表示。W总=⑪__________ 甲 乙
机械效率 把有用功和总功之比叫作机械效率,计算公式
为η=⑫____________
(注:有用功是总功的一部分,所以W有<W总,因此η总是小于100%。机械效率通常用百分数表示)
W有+W额
×100%
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机械效率计算
模型 有用功 总功 机械效率
W有=Gh W=Fs绳 (1)已知拉力、物重及绳子段数时:
η=×100%=×100%=×100%=×100%
(2)不计绳重及摩擦时:
η=×100%=×100%=×100%=×100%
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模型 有用功 总功 机械效率
W有=fs物 W总=Fs绳 η=×100%=×100%=×100%=×100%
W有=Gh W总=Fl (1)η=×100%=×100%
(2)η=×100%=×100%=×100%
(f为物体在斜面所受摩擦力,计算额外功时要用总功减去有用功)
W有=Gh W总=Fs η=×100%
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核心考点 精讲练
滑轮组机械效率计算
(沪科教材习题改编)如图所示,工人用360 N的拉力,把重为600 N的货物G用滑轮组速提升了3 m用时6 s(不计绳重和转轴摩擦)。求:
(1)工人做的有用功;
解:工人所做的有用功:
W有=Gh=600 N×3 m=1.8×103 J
例1题图
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(2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数);
例1题图
解:使用滑轮组时,绳子自由端移动的距离:s=2h=2×3 m=6 m
工人所做的总功:W总=Fs=360 N×6 m=2 160 J
此滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%≈83.3%
已知:工人用360 N的拉力,把重为600 N的货物G用滑轮组速提升了3 m用时6 s;由(1)知W有=1.8×103 J
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(3)求拉力F做功的功率。
例1题图
解:拉力F做功的功率:
P===360 W
已知:把货物G用滑轮组速提升了3 m用时6 s;由(2)知W总=2 160 J
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(4)动滑轮所受重力的大小(从能量守恒和受力分析两种角度解答)。
例1题图
解:从能量角度:
W额=W总-W有=2 160 J-1 800 J=360 J
G动===120 N
从受力分析角度:
将动滑轮看作一个杠杆,如图所示
则2F=G物+G动,
G动=2F-G物=2×360 N-600 N=120 N
注意:不计绳重及摩擦(没有其他能量损失)时才可以用受力分析解答
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如图所示,物块A和B处于静止状态,已知A的重力为10 N,动滑轮重2 N,不计绳重和摩擦,若地面对B的支持力为5 N,则B的重力大小为_____N。
针对训练题图
23
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如图所示,在50 N的水平拉力F的作用下,重600 N的物体沿水平地面匀速直线运动10 s,物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为0.6 m/s。
(1)物体移动的速度是_____m/s,物体移动的距离是_____m,拉力F做的有用功为______J。
例2题图
0.2
2
240
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(2)拉力F做功的功率为______W;绳子自由端移动的距离是____m,拉力F做的总功为_____J,拉力F做的额外功为______J。
(3)该装置的机械效率为_______。
例2题图
30
6
300
60
80%
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斜面机械效率计算
“五一”期间,学校倡导同学们过一个有意义的劳动节。小明到快递公司参加社会实践活动,体验快递员的日常工作。如图所示,小明和工人通过一个长s=4 m、高h=2 m的斜面,把重G=1 000 N的木箱A搬上快递车。已知小明和工人对木箱施加了沿斜面向上的作用力F=600 N,使木箱A以v=0.2 m/s的速度匀速从斜面底端运动到斜面顶端。求:
(1)小明和工人做的有用功W有=______J。
例3题图
2 000
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(2)小明和工人做的总功W总=________J。
(3)小明和工人对木箱做功的功率P=______W。
(4)该斜面的机械效率η=________(百分号前保留1位小数)。
(5)木箱受到斜面的阻力f=_____N。
例3题图
2 400
120
83.3%
100
已知:斜面长s=4 m、高h=2 m, G=1 000 N, F=600 N,木箱v=0.2 m/s
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从能量守恒角度分析,拉力F做功等于重力G做功与摩擦力f做功之和,即Gh+fs=Fs,Fs>fs,F>f,所以物体在斜面上匀速运动时,受到的拉力与摩擦力是一对平衡力吗?
物体在斜面上匀速运动时,受到的拉力与摩擦力大小不相等,不是一对平衡力。
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杠杆机械效率计算
(沪粤教材新增习题)如图是我国古代劳动者利用简易机械将巨木抬起施工的情景。若这些劳动者竖直向下施力2 000 N,将横杆一端压下50 cm,420 kg巨木的重心上升10 cm,则该简易机械的机械效率为______。(g取10 N/kg)
例4题图
42%
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实验突破 提素养
测量滑轮组的机械效率
测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升
高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
例题图
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【设计与进行实验】
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是_________;
(2)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做__________运动,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为______N;
例题图
刻度尺
匀速直线
0.6
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【分析现象和数据,总结结论】
(3)第2次实验时所做的有用功为______J,滑轮组的机械效率是_______;
0.075
62.5%
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升
高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
例题图
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(4)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越______(选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________(选填“有关”或“无关”);
大
无关
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升
高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15 62.5%
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
例题图
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【交流与评估】
(5)小组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法_________(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响;
例题图
不正确
摩擦
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(6)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.增加所提物体重
C.机械加润滑油
D.增加重物上升高度
例题图
ABC
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安徽真题 随堂测
滑轮、滑轮组分析及机械效率相关计算(6年3考)
1.(2022安徽8题)用图示的滑轮组将重为3.6 N的物体竖直向上匀速提升0.5 m,拉力F的大小为1.5 N,则该滑轮组的机械效率为______。
1
2
3
4
5
6
7
第1题图
80%
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2.(2018安徽)如图所示,当工人师傅用400 N的拉力向下拉绳时,可使重680 N的重物匀速上升,此过程中滑轮组的机械效率为_______。
第2题图
85%
1
2
3
4
5
6
7
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3.(2021安徽8题)如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2 m,所用拉力F=100 N,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_____J。
第3题图
320
1
2
3
4
5
6
7
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4.(2017安徽)如图所示,当水平拉力F=50 N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200 N,所受地面的摩擦力约为80 N,假如在5 s时间内,物体水平移动了0.6 m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中( )
A.拉力F做功为30 J
B.物体重力做功为120 J
C.拉力F做功的功率为12 W
D.该装置的机械效率约为60%
第4题图
C
1
2
3
4
5
6
7
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5.(2025安徽21题6分)图示为某工人利用一滑轮提升物体的示意图。若该工人将质量为40 kg的物体沿竖直方向匀速提升3 m,此过程中滑轮的机械效率为80%,g取10 N/kg。求:
(1)物体受到的重力大小;
第5题图
解:物体受到的重力大小
G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N
1
2
3
4
5
6
7
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(2)工人所做的有用功;
解:工人所做的有用功
W有=Gh=400 N×3 m=1 200 J
第5题图
(3)工人所做的总功。
解:工人所做的总功
W总===1 500 J
1
2
3
4
5
6
7
已知:物体的质量为40 kg,物体上升距离为3m,滑轮的机械效率为80%
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斜面分析及机械效率相关计算(2023.21,2020.6)
6.(2020安徽6题)如图所示,工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600 N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长L=3 m,高h=1.5 m。若该过程中斜面的效率为60%,则力F所做的功为________J。
第6题图
1 500
1
2
3
4
5
6
7
更符合安徽新中考
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7.(2023安徽21题6分)如图,一固定斜面顶端装有定滑轮,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,跨过定滑轮将重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m,物体上升的高度为0.3 m,弹簧测力计的示数为4 N。求此过程中:
(1)做的有用功;
解:该装置做的有用功:
W有=Gh=6 N×0.3 m=1.8 J
第7题图
1
2
3
4
5
6
7
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(2)该装置的机械效率。
解:该装置做的总功:
W总=Fs=4 N×0.6 m=2.4 J
则该装置的机械效率:
η=×100%=×100%=75%
第7题图
1
2
3
4
5
6
7
已知:重为6 N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6 m,物体上升的高度为0.3 m,弹簧测力计的示数为4 N
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请完成《课后提升练》P32~33习题
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