内容正文:
物 理
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研究山东新考情 更懂中考新方向
山东新中考
物理
精讲册
研究河北新考情 更懂中考新方向
河北新中考
物理
精讲册
1
2
第十章 简单机械
10.2 滑轮与机械效率
第一部分 系统复习 成绩基石
板块二 力学与机械
3
知识体系构建
重点夯基训练
重点实验突破
聚焦河北中考考法
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例1 (RJ八下P113素材)
如图甲所示,旗杆顶部的装置 其实是____
(选填“定”或“动”)滑轮,它的实质是一个______
杠杆,用它可以改变力的______。图乙是液压起重
车的示意图,使用时液压杆将起重臂顶起,同时通过
与钢索连接的电动机工作,可将重物吊起,并安放
定
等臂
方向
动滑轮
省力
距离
省力
到需要的地方。起重机如图处标注的滑轮是________(选填“定滑轮”或“动滑轮”)。
它可以______,但是费______,它相当于一个______杠杆。
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例2 如图所示,小亮用滑轮组将装修材料运到楼上,请用笔画线帮他组装最省力的
滑轮组。
例2图
[答案]
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例3 如图所示,工人师傅搬运货物时,在地面和卡 车的车厢间倾斜放置一长木板搭
成斜面,将地面 上的货物沿斜面匀速推上车厢。已知车厢高 1.5m, 木板长3m, 货物
重600 N, 沿斜面所用的 推力为400 N, 则下列说法错误的是 ( )
C
A.利用斜面搬运货物可以省力,但不能省功
B.货物与斜面间摩擦力为100 N
C. 此斜面的机械效率为70%
D.若只换用更粗糙的长木板搭成斜面,其机械效率将减小
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例4 如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手 ,AB>BC, 该工具使用时是一个
( 选 填“滑轮”或“轮轴”),图 (选填“乙”或 “丙”)中的方法可以更轻松的
拧动螺丝。
轮轴
乙
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例5 用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升,拉力 的
大小为,则该滑轮组的机械效率为 ______;则动滑轮重为 _____
(忽略一切摩擦力)取 。如果要提高滑轮组的机械效率,你的做
法是 ____________________________________。(答出一条即可)
在绳子能承受的拉力范围内,增大物重
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实验 测量滑轮组的机械效率
例.小明在学校运动会上帮同学搬运器材时,发现用滑轮组提升重物比直接用手搬
更省力,但拉绳子的距离却更长。他疑惑:滑轮组省力的 同时是否“浪费”了距
离?它的“工作效率” 究竟有多高?他决定通过实验测量滑轮组的 机械效率。
1.实验器材:滑轮组、铁架台(固定定滑轮,保证 滑轮组稳定)、钩码(规格相同)、
弹簧测力计、 刻度尺、细线。
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2.进行实验
(1)用弹簧测力计测出 一个钩码所受重力 G 并记录;
(2)按照如图所示安装滑轮组,分别记录钩码 和绳端
的位置;
(3)沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升
高一定高度,观察并记录弹簧测力 计示数及钩码提升高度h 和绳端移动距离s;
(4)保持滑轮组及绕线方式不变,改变钩码数 量多次实验;
(5)保持钩码数量及绕线方式不变,改变动滑 轮个数,重复实验。
匀速
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3.数据记录
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4.得出结论
(1)通过比较1、2、3三次实验数据可以得出: 同一滑轮组提升重物时,物重越大,
滑轮组的 机械效率越 。
(2)通过比较3、4两次实验数据可以得出: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 。
高
低
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1.[实验细节]在第2次实验时,如果拉力方向与竖直方向有一定夹角,那么所测得
的滑轮组的机械效率将会______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
变小
2.[实验评估]
实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数。
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。
不正确
摩擦力
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3.[图表结合]
分析数据可得结论:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系可能比
较符合的图是___。
B
A. B. C. D.
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命题点一 滑轮、斜面和滑轮组
第1题图
1.(2019河北8题改编3分)如图所示,重为的物体在拉力 的
作用下,以的速度匀速运动了 ,已知物体在水平桌面上运动
时受到的摩擦阻力为物重的 分之一,不计绳重、轮与轴间的
摩擦,下列说法正确的是( )
B
A.使用该滑轮组一定省力 B.拉力的功率为
C.额外功为 D.滑轮组的机械效率为
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2.(2017河北7题改编3分)用五个相同质量的
滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,
在绳子自由端分别用力将重力为 的物体匀速
提升,乙滑轮组的效率为 ,不计摩擦、绳和
木板的重,下列说法不正确的是( )
A
A.两个滑轮组的机械效率可能相等
B.一定大于
C.每个滑轮重为
D.甲、乙将重物提升相同的高度,与 的功率可能相等
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3.(2025河北15题节选1分)如图所示为三峡 船闸的示意图。在某次检修闸门过程
中应用 到了定滑轮,使用这种滑轮 ( 选 填 “可以”或“不可以”)改变力的方向。
可以
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4.(2024河北4题改编1分)如图所示为电动起重 机的工作场景。图中所示的
滑轮属于 。
动滑轮
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5.(2020河北18题6分)斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是
可以省力,如__________。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?(使用斜面的
省力情况可以通过比较沿斜面拉力与物体重力 的比值大小来判定,比值越小,
越省力)
小明做了如下猜想:
猜想1:与斜面的表面材料有关;
猜想2:与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:与物体受到的重力大小有关。
盘山公路
小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验。
实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜
面拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相
关的记录如表。
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实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
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回答下列问题:
(1)通过对比实验______中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关;
(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是在其他条件相同时,________
____________________________;
1和2
斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力
(3)为验证猜想3,小明做了实验_________(填序号),分析实验数据后,小明
认为这几次实验省力情况相同,依据是______________________________________
________________________________________________________________________
______________。
1、3、4
根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力就会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力与物体的重力的比值大小相等
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【拓展】 完成实验后,小明沿斜面用的拉力,将重为 的物体从斜面底端
匀速拉到了顶端。已知斜面长、高 ,则斜面的机械效率是______%。
(把重物直接提升 所做的功作为有用功)
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第6题图
6.(2025保定模拟)如图所示,工人用此滑轮组 先后将重为G₁、G₂ 的
两个物体,在相同的时间 内以相同的速度从水平地面匀速提升到高为 h
的平台上,已知 G₁<G₂, 不计绳重及摩擦。 下列说法正确的是 ( )
D
A. 工人所用的拉力F₁>F₂
B. 工人做的有用功 W₁=W₂
C. 滑轮组的机械效率η1=η₂
D. 工人做功的功率P₁<P₂
命题点二 机械效率的计算
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解析:由 于G₁<G₂, 且滑轮组相同,不计绳重及摩擦, 根据 F=可知,提升
较轻物体G₁ 时所需的拉力F₁ 小于提升较重物体 G₂ 时的拉力F₂, 故 A 错误;由于
G₁< G₂,物体上升高度h 相同,根据 W 有用=Gh 可知 W₁<W₂, 故 B 错误;滑轮组的
机械效率 η=则物体越重,有用功占的比例越
大,由于G₁<G₂, 所以η₁<η₂,故C 错误;功率P=,在相同时间内,提升G₂ 时做的总
功更多,所以P₁<P₂, 故D 正确。
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第7题图
7.(2022河北8题2分)在老旧小区改造中,工人利用滑轮组将重 的
建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为 ,建筑
材料在内匀速上升 ,不计绳重及摩擦。此过程中,下列说法正确
的是( )
D
A.动滑轮所受重力为 B.滑轮组所做的有用功为
C.工人所用拉力的功率为 D.滑轮组的机械效率为
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8.(2025石家庄模拟)如图所示,是工人用滑轮组提升质量为80 kg的建筑材料A
时的示意图,当A 以0.5m/s 的速度匀速上升时,滑轮组的机械效率为80%。已知
绳子能够承受的最大拉力为1200 N 。(不计绳重 和滑轮轴处摩擦,g 取 1 0 N/kg) 求 :
(1)提升建筑材料A时,绳子的拉力;
解:根据 G=mg 可得,80kg 的建筑材料A 的重力
Gᴀ= mAg=80 kg×10 N/kg=800 N
由题图可知,滑轮组的绳子承重股数为 n=2, 不计绳重和
滑轮轴处摩擦,由η=可得,提升建筑材料A 时,
绳子的拉力F=
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(2)提升建筑材料A 时,工人对绳子拉力的功率;
解:A 以0 . 5m/s 的速度匀速上升,
则绳子自由端移动的 速度v=nvᴀ=2×0.5m/s=1m/s
则工人对绳子拉力的功率 P=Fv=500N×1m/s=500W
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(3)用该滑轮组提升物体时能达到的最大机 械效率。(保留一位小数)
解:当用此滑轮组提升材料 A时,由η=×100%=×100% 可得,
动滑轮的重力G动= -GA= -800N=200N 由
η====可知,若用该滑轮组提升物体时,
要使机械效率最大,则提升的物体的重力应最大,根据F=(G+G动),且已知绳 子
能够承受的最大拉力为1200 N,则自由端拉力最大为1 200N 时,提升的物体的重力最
大,物体的最大重力Gmax= nF-G 动=2×1200 N-200N=2200 N则用该滑轮组提升物体
时能达到的最大机械效率 ηmax =
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9.(2021河北22题6分)图甲是一辆起重车的图片,起重车的质量为 ,有四个
支撑脚,每个支撑脚的面积为 ,起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重机吊
臂上的滑轮组在某次作业中将质量为 的货物匀速提升,滑轮组上钢丝绳的
拉力为,货物上升过程中的图像如图丙所示。(不考虑绳重, 取
)求:
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(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强;
解:提升货物过程中起重车对水平地面的压力
受力面积 ,
提升货物过程中起重车对水平地面的压强
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(2)拉力 的功率;
解:由图乙可知,滑轮组钢丝绳的有效股数 ,
由图丙可知,货物在内上升的高度 ,则钢丝绳移动的距离
拉力 做的功
拉力的功率
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(3)提升货物过程中滑轮组的机械效率。
解:拉力在 内所做的有用功
提升货物过程中滑轮组的机械效率
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作业:请用“高分分层训练”P41-42
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