暑假作业15 滑轮与机械效率综合专题（巩固培优）八年级物理新教材人教版

**基本信息** 以知识梳理为基础，题型分层训练为核心，系统构建滑轮与机械效率的概念体系、公式应用及实验探究方法，突出中考高频考点与易错点突破，培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识积累|1套系统梳理|滑轮实质辨析、绳段数“动上有数”口诀、机械效率3大核心公式、3类影响因素规律|从滑轮基础概念→滑轮组公式推导→机械效率计算→实验探究，形成“概念-计算-应用”递进链条| |题型速练|8类45题|竖直/水平滑轮组受力分析、机械效率图像分析、斜面轮轴模型转化|按“基础辨析→公式应用→实验探究→拓展模型”分层，覆盖中考90%考法，易错点标注强化科学论证能力|

完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： 暑假作业15 滑轮与机械效率综合专题 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一．辨析定滑轮、动滑轮及滑轮组特点（共4小题） 二．滑轮绳段数判断与基础规律辨析（共6小题）（难★） 三．滑轮组拉力、距离、速度基础计算（共5小题） 四．竖直、水平滑轮组受力分析计算（共4小题） 五．有用功、额外功、总功辨析与计算（共5小题） 六．机械效率大小比较与图像分析（共4小题）（难★★★） 七．机械效率影响因素与实验分析（共6小题）（易错★★） 八．斜面与轮轴（共7小题）（难★★） 03 巩固提升练 04 能力培优练 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 一、两类滑轮特点与对比 滑轮类型 实质 拉力关系 距离关系 特点 定滑轮 等臂杠杆 F=G（不计摩擦） s=h 不省力、不费力，可以改变力的方向 动滑轮 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 F= s=2h 省力、费距离，不能改变力的方向 注意：（1）定滑轮拉力大小与拉力方向无关，各个方向拉力大小相等。 （2）动滑轮正常使用时省力，倒拉使用费力，属于费力杠杆。 二、滑轮组核心公式 物理量关系 通用公式 适用范围 拉力与物重 F= 考虑动滑轮重力，不计绳重、摩擦 绳子自由端距离 s=nh 所有竖直滑轮组通用 绳子自由端速度 v绳=nv物 物体匀速上升/下降 注意：（1）n 为承担物重的绳子段数，只看直接连接动滑轮的绳子。 （2）n 的判断口诀：动上有数、定上不算。 三、三种功的定义 1. 有用功：对我们有用的功，竖直提升物体 W有=G物h。 2. 额外功：不需要但不得不做的功，滑轮组中主要是克服动滑轮重力做功 W额=G动h（不计摩擦）。 3. 总功：拉力做的总功 W总=Fs=W有+W额。 四、机械效率计算方法 计算方法 公式 适用范围 定义式 η=×100% 所有机械通用 滑轮组推导式 η=×100% 已知物重、拉力、绳子段数 不计摩擦推导式 η=×100% 只考虑动滑轮自重，无绳重摩擦 注意：（1）机械效率永远小于1，无单位，用百分数表示。 （2）变化量规律：增加物重、减小动滑轮重力，可提高滑轮组机械效率。 五、机械效率影响因素 1. 同一套滑轮组，提升物体越重，有用功占比越大，机械效率越高。 2. 提升相同重物，动滑轮越轻、个数越少，额外功越少，机械效率越高。 3. 摩擦、绳重越大，额外功越多，机械效率越低。 4. 机械效率与提升高度、提升速度、绳子段数无关。题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 一．辨析定滑轮、动滑轮及滑轮组特点（共4小题） 1.如图所示是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景，装置顶端的简单机械是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．杠杆 D．斜面 【答案】A 【详解】古人拉绳从井中汲卤制盐，由图可知，装置顶端是一个周边有槽，并可以绕轴转动的轮子，因此是滑轮，因为使用时，滑轮的位置固定不变，因此是定滑轮。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2.下图所示的壁雕展示了古人修桥的智慧与匠心。从图中可以看到，两名工匠正在使用滑轮将一块巨石抬起。下列对该滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个动滑轮 B．使用此滑轮可以省力 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．使用此滑轮可以省功 【答案】C 【详解】A.该滑轮的轴固定不动，属于定滑轮（动滑轮的轴随物体运动），故A错误； B.定滑轮的特点是不省力，只能改变力的方向，故B错误； C.定滑轮的核心作用是改变力的方向，工匠通过滑轮可将向下的拉力转换为向上提升巨石的力，故C正确； D.根据功的原理，任何机械都不能省功，定滑轮也不例外，故D错误； 故本题选C。 3.如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖（桶盖绕转轴转动），非常方便、卫生。下列说法正确的是（    ） A．装置中的滑轮是动滑轮 B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为省力杠杆 C．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力 D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮，由图知道，装置中的滑轮是定滑轮，故A错误； B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为杠杆，动力作用点在绳子与桶盖连接处，阻力作用点在桶盖正中心，支点在垃圾桶桶盖最右端端点，故动力臂大于阻力臂，所以，桶盖可视为省力杠杆，故B正确； C．定滑轮不省力也不费力，所以左端绳子的拉力等于右端绳子的拉力，故C错误； D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。 故选B。 4.如图所示，下列各事例中利用定滑轮的是（    ） A B C D 【答案】ABC 【详解】图A、B、C中滑轮的轴固定不动，是定滑轮，图D中滑轮的轴随着物体一起运动，是动滑轮，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 二．滑轮绳段数判断与基础规律辨析（共6小题） 5. 如图所示，用滑轮提升重物时，不计滑轮自身的重力及各处摩擦，下列关系式正确的是（　　） A． B．C． D． 【答案】C 【详解】A．图中是定滑轮，定滑轮不省力，所以，故A错误； B．图中是定滑轮，定滑轮不省力，所以，故B错误； C．图中是动滑轮，不计滑轮自身的重力及各处摩擦时，动滑轮省一半的力，且拉力作用在挂钩上，此时 ，故C正确； D．图中是动滑轮，拉力作用在绳子自由端，绳子末端拉力方向斜向上，此时动力臂大于阻力臂，但小于阻力臂的两倍，所以，故D错误。 故选C。 6.如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（　　） A．24N B．60N C．12N D．7N 【答案】C 【详解】由题意知，弹簧测力计的示数为34N，滑轮重10N，滑轮两侧绳子的拉力是相等的，B悬空且处于静止状态，由二力平衡条件可得绳子的拉力 由力的平衡条件可得 则B的重力为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7.月球上高真空、强辐射，重力约为地球的，我国计划于2030年前实现载人登月，随后在月球开展科研基地建设，假设一名身穿航天服总质量为192kg的航天员，在月球上用定滑轮提起重物，如图所示，他最多可以提起的重物质量为（　　） A．32kg B．64kg C．192kg D．1152kg 【答案】C 【详解】定滑轮只改变力的方向，不省力，所以航天员在月球上用定滑轮提起重物，最多可以提起的重物重力与他在月球的总重力相同，根据可知，质量也相同（提起的重物质量等于航天员的总质量），因此他最多可以提起的重物质量为192kg。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为 3N，则物体A受到地面的摩擦力为______N。 【答案】2 【详解】 物体B保持静止，物体B受到弹簧测力计的拉力等于物体A对物体B的摩擦力，物体B受到A的摩擦力为 由于弹簧测力计对物体B的拉力水平向左，则B受到的摩擦力方向水平向右，根据力的作用是相互可知，物体B对物体A的摩擦力 方向水平向左，由动滑轮的特点可知，物体A受到绳子的拉力 此时物体A受到绳子水平向右的拉力、物体B对物体A水平向左的摩擦力和地面对物体A水平向左的摩擦力，由力的平衡条件可知，物体A受到地面的摩擦力 9.如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲=___________N，若物体上升的高度为h，则图乙中绳的自由端移动的距离是___________。 【答案】 100 2h 【详解】[1]由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力， 10.如图所示，图中滑轮为_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；现在用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_______N。 【答案】 动滑轮 80 【详解】该滑轮的轴会随物体A一起运动，因此是动滑轮；A与滑轮相连的绳子所受的拉力，绳子也拉着动滑轮，由以上两式得 物体A受力平衡得 则 B与地面间的摩擦力为 三．滑轮组拉力、距离、速度基础计算（共5小题） 11.图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”x成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为120N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 【答案】C 【详解】A．由图可知，上面的滑轮是定滑轮，绳子a一端在定滑轮上另一端在天花板上，所受的力为绳子两端拉力和滑轮的重力即，故A错误； B．和拉环连接的滑轮是动滑轮，故滑轮移动的距离等于绳子移动距离的一半，滑轮移动10cm，绳子移动20cm，因为上面是一个定滑轮，定滑轮不省距离也不省力，只改变力的方向，所以弹簧拉伸20cm，故B错误； C．由图可知弹簧在弹性限度内最大拉力为400N，最大伸长量为80cm，弹簧伸长率为5N/cm，弹簧拉力为300N时，弹簧拉伸60cm，因为上面是一个定滑轮，定滑轮不省距离也不省力，只改变力的方向，所以定滑轮右侧绳子移动也60cm，和拉环连接的滑轮是动滑轮，滑轮移动的距离等于绳子移动距离的一半，绳子移动60cm，滑轮移动30cm；故C正确； D．由图可知、弹簧最大拉力为400N，在滑轮或滑轮组中，同一根绳子的各股拉力相等，动滑轮向上受2个力，向下受1个力，受三力平衡，动滑轮上左右两侧绳子各400N，故向上的力为 故向下受的力也是800N，滑轮自重20N，所以拉环受到的拉力为，故D错误。 故选C。 12. 如图所示，弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，不计绳重、滑轮重及摩擦，则两弹簧测力计的示数为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可知，左边动滑轮上有2股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数 右边动滑轮上有3股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 13.用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来提升重物，已知作用于绳端拉力是40N，不计滑轮自重及摩擦，则被提起的物重可能是 A．40N B．80N C．120N D．160N 【答案】BC 【详解】轮组的绕法有两种，从定滑轮上固定时，n=2；从动滑轮上固定时，n=3；根据分别求出两种情况下被提起的物重． 不计滑轮自重及摩擦时，当n=2时，被提起的物：； 当n=3时，被提起的物：． 故选BC． 14.将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 20 40 【详解】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 f=F拉=2GB=2×10N=20N [2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力 F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N 15.如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为______N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为______N。 【答案】 20 60 【详解】[1]当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，由图可知动滑轮上的绳子段数为n=2，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦时 则动滑轮的重力 [2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力 忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦 物体与桌面之间的滑动摩擦力 四．竖直、水平滑轮组受力分析计算（共4小题） 16.暑假期间学校进行教学楼改建时，需要将一堆相同的物料搬运到高处。请解答下列问题： (1)如图甲所示，小铭模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景，他在Q端竖直向下施加200N的力刚好能把一块物料提起，并使杠杆在水平位置平衡。已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为多少？ (2)某次搬运过程中，为了一次能提升更多物料，如图乙所示，某次他利用这个装置匀速提起了5块同样的物料，已知吊篮重为160N，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，此时人对绳子的拉力为1400N，请你计算出动滑轮的重力？ 【答案】(1)800N (2)40N 【详解】（1）根据杠杆平衡条件可知，F×OQ=G×OP，已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为 （2）由图可知，n=3，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，根据可知，动滑轮的重力为 17.某施工现场的建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。电动机对绳子的拉力为1200N，30s内将重为2000N的水泥提升了12m。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦以及滑轮的重力） (1)绳子自由端移动的速度是多少？ (2)吊篮的重力是多少？ 【答案】(1)0.8m/s (2)400N 【详解】（1）由图可知，该滑轮组由2段绳子承担总重，即。水泥在30s内被提升了12m，即物体上升的高度。绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重、摩擦以及滑轮的重力，电动机对绳子的拉力与总重力的关系为： 将相关数据代入得： 解得，吊篮的重力： 18.如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求： (1)绳子自由端移动的速度和物体受到地面的摩擦力分别为多少； (2)动滑轮的重力； (3)若物重增大到2000N，绳子自由端拉力为多少？ 【答案】(1)，200N (2)100N (3)250N 【详解】（1）物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，滑轮组分担拉力的绳子段数为2，绳自由端移动的速度等于物体移动速度的2倍， 重为1000N的物体，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，物体受到地面的摩擦力 （2）根据公式得，动滑轮的重力 （3）若物重增大到2000N，物体在运动时受到地面的摩擦力为 绳子自由端拉力为 19.周末，小明写完作业后帮妈妈洗衣服。在晾衣服的时候，他发现晾衣杆套组含有4个定滑轮和2个动滑轮，安装时绳子的一端固定在天花板上，另一端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣杆升降，如图所示。查询说明书得知晾衣杆（含动滑轮）总质量。晾衣前，小明用家中体重计测得洗好的衣服（含衣架）的质量。挂好衣服后，保持晾衣杆水平，摇动摇柄使晾衣杆匀速上升。若晾衣杆在上升了，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）摇柄处绳子拉力F； （2）拉力F做功的功率P。 【答案】（1）25N；（2）30W 【详解】解：（1）由图可知，动滑轮由4段绳子承担，即n=4，不计绳重及摩擦，摇柄端绳子上的拉力为 （2）拉力做的功为 拉力做功的功率为 答：（1）摇柄处绳子拉力F为25N； （2）拉力F做功的功率P为30W。 五．有用功、额外功、总功辨析与计算（共5小题） 20.如图所示，一台起重机在10秒钟内将重4000N的货物匀速竖直提高4m，此过程中起重机的机械效率为80%。下列关于此过程中的说法正确的是（　　） A．起重机做的有用功是40000J B．起重机做的额外功为4000J C．起重机对货物竖直向上的拉力为5000N D．起重机做总功的功率是2400W 【答案】B 【详解】A．起重机做的有用功是克服货物重力所做的功，有用功 故A错误； B．起重机做的总功 则额外功 故B正确； C．因为货物被匀速竖直提高，所以货物处于平衡状态，起重机对货物的拉力与货物的重力是一对平衡力，大小相等，因此，拉力为4000N，故C错误； D．起重机做总功的功率 故D错误。 故选B。 21.小明将两箱书搬上楼，采用了如图所示的两种方法：一是把两箱书一起搬上楼，如图甲所示；二是先把一箱书搬上楼，再搬剩下的一箱，如图乙所示。假设小明上楼的速度相同，两种方法中小明做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙。下列说法中正确的是（　　） A．P甲>P乙，η甲>η乙 B．P甲>P乙，η甲=η乙 C．P甲>P乙，η甲<η乙 D．P甲=P乙，η甲>η乙 【答案】A 【详解】一箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由可知，两次所做的有用功相等；第一种方法所做的额外功为克服自身重力所做的功，而第二种方法所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此第二种方法的额外功大于第一种方法的额外功，故方法二的总功大于方法一的总功，由得，有用功相同时，总功越大，机械效率越低，故；因上楼的速度相同，第一次搬书多，用的向上的力大，由可知，。综上所述，，，故A正确，BCD错误。 故选A。 22.某机械工作时的功率是100W，机械效率是60%。下列说法中正确的是（　　） A．100W反映的是该机械做功多少 B．100W表示该机械1s做功为100J C．60%反映的是该机械做功的快慢 D．60%表示该机械做的有用功占额外功的比值为60% 【答案】B 【详解】A．该机械工作时的功率是100W，100W反映的是该机械做功的快慢，不是做功的多少，故A错误； B．功率是100W的该机械1s做功，故B正确； C．功率反映的是该机械做功的快慢，机械效率和功率不同，故C错误； D．60%表示该机械做的有用功占总功的比值为60%，总功等于有用功加上额外功，故D错误。 故选B。 23.如图所示，为提升重物，现选用粗细均匀、重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一重物挂在A、B两处，每次用力让重物匀速上升相同高度，下列说法正确的是（   ） A．重物在A处人做的有用功多 B．重物在B处杠杆的机械效率更高 C．重物在A处人做的额外功少 D．提升重物过程中杠杆是费力、省距离的 【答案】B 【详解】A．利用杠杆提升重物，有用功，在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度， 在A、B两处人做的有用功相同，故A错误； BC．由图可知，在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，杠杆的重心上升的高度hA>hB，额外功 W额外=Gh，所以W额外A>W额外B。 在A、B两处人做的有用功相同，则做的总功W总=W有用+W额外 所以W总A>W总B，由于 ，所以ηA<ηB，故B正确，C错误； D．根据力臂的定义，由图可知，动力臂大于阻力臂，则该杠杆为省力杠杆，提升重物过程中，杠杆是省力、费距离的，故D错误。 故选B。 24.如图是商场的自动扶梯。质量为60kg的小鸣站在该扶梯上从商场一楼到二楼，已知扶梯以1m/s的速度匀速运行，则扶梯克服小明重力做功_____J，克服重力做功的功率是______W，如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的效率将___________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 1800 360 变大 【详解】[1]小明重力 一楼到二楼的高度为3m，故克服重力做功 [2]扶梯从一楼到二楼的时间 克服重力做功功率 [3]站在扶梯上的人数增大，有用功变大，额外功不变，根据 可知扶梯的效率将变大。 六．机械效率大小比较与图像分析（共4小题） 25.如图甲，A、B是两个完全相同的物体，小明分别将A、B两物体匀速拉至斜面顶端。，，物体做功情况如图乙所示。下列有关说法正确的是（    ） A．小明对A、B物体做的有用功不相等 B．物体B的额外功为0.5J C．若拉动物体A用时0.6秒，则拉力对A做功的功率为10W D．物体A和B都被匀速拉至斜面顶端时，机械效率A大于B 【答案】B 【详解】A．斜面的有用功是指克服物体重力做的功，即，物体A、B的重力G和竖直高度h都相等，则有用功相等，故A错误； B．由图乙可知， 物体B的额外功，故B正确； C．拉力对A做功的功率，故C错误； D．机械效率，有用功相等，而A的总功更大，所以A的机械效率更小，故D错误。 故选B。 26.如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重360N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重40N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为400N C．该装置可以省功 D．动滑轮的机械效率为90% 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，承担物重的绳子段数为2，由图乙可知，0~4s内，货物移动的距离为2.0m，则绳子自由端移动的距离 所以，绳子自由端移动的速度，故A不符合题意； B．不计绳重和摩擦，拉力，故B不符合题意； C．使用该装置可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C不符合题意； D．由题意可得，该动滑轮的机械效率 故D符合题意。 故选D。 27.用如图所示的动滑轮，先后将两个不同重物匀速提升相同高度，两次做功的情况如图所示，第一次的额外功为600J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较低 B．第二次提升重物时做的额外功较多 C．先后两次提升重物的重力之比为7∶12 D．先后两次提升重物的有用功之比为12∶7 【答案】D 【详解】A．有用功和总功的比值等于机械效率，由图可知，第一次动滑轮的机械效率是80%，第二次动滑轮的机械效率是70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A不符合题意； B．不计绳重和摩擦，使用动滑轮提升重物，额外功是克服动滑轮重力做的功，两次使用相同的动滑轮，克服动滑轮做的功相同，额外功相同，故B不符合题意； CD．第一次的额外功为600J，第一次额外功20%，总功为 有用功 两次额外功相同，第二次额外功30%，总功为 有用功 因为，且提升的高度相同，则 故C不符合题意，D符合题意。 故选D 。 28.图甲中拉力F平行于斜面，在10s内将重物从底端匀速拉到顶端。该过程中，克服重力及斜面摩擦力做功分布如图乙，斜面的机械效率为___________，有用功为___________J，拉力的功率为___________W。 【答案】 72% 360 50 【详解】[1]机械效率是有用功与总功的比值，有用功是克服重力做的功，由图乙知，克服重力做功占总功的72%，所以斜面的机械效率。 [2]由图乙知，克服摩擦力做功，且克服摩擦力做功占总功的比例为,设总功为，则，则 有用功 [3]拉力做的功为总功，时间。则拉力的功率 七．机械效率影响因素与实验分析（共6小题） 29.如图是小明小组测量滑轮组机械效率的实验装置，实验记录数据如表所示。 实验序号 1 2 3 0.9 9 2 3 3 1.2 9 3 3 3 0.8 15 （1）在测量过程中，必须使测力计沿竖直方向______拉动； （2）第3次实验测的是图______（选填“甲”、“乙”或“丙”）的机械效率。 【答案】 匀速（缓慢） 甲 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速（缓慢）拉动弹簧测力计，使钩码上升。 （2）[2]由数据知第3次实验中，s为h的5倍，所以，滑轮组由5段绳子承担物重，由图示可知，第3次实验所用的装置是图甲。 30.图为小明同学在活动课上做“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”的实验时的情景。 （1）本实验除了图中的器材，还需要的测量仪器是_________。 （2）进行乙实验时，需要注意的操作是_________。 （3）他将三次实验的数据记录在下边的表格中，请你将表中的数据补充完整。 序号 物重G/N 钩码升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端移动的距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/% 甲 1 0.2 1 0.2 0.2 0.20 100 乙 1 0.2 1.1 0.2 0.2 0.22 91 丙 1 0.2 0.6 _________ 0.2 0.24 _______ （4）分析实验数据并结合你平时的实验经验，你认为影响动滑轮机械效率的主要因素是：_________。 【答案】 刻度尺 弹簧测力计竖直下拉时，需要重新调零 0.4 83.3 物重和动滑轮重 【详解】[1]在“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”的实验中，需要测量钩码上升的高度和绳子自由端移动的距离，因此还需要的测量仪器是刻度尺； [2]由图乙可知，要测竖直向下的拉力，使用前弹簧测力计需要重新调零； [3]由图丙可知，与动滑轮相连接的绳子段数为2，根据表格数据可知，绳子自由端移动的距离 该动滑轮的机械效率 [4]由表中数据可知，当物重一定时，动滑轮的机械效率最低，因此影响动滑轮机械效率的主要因素为物重和动滑轮重。 31.图甲是小磊测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置缓慢提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊做的实验回答下列问题：（g取10N/kg） (1)弹簧测力计的示数是________N。 (2)钩码上升的距离是________cm。 (3)拉力做的功是________J。 (4)克服钩码重力所做的功是________J。 (5)动滑轮的机械效率是________。 【答案】(1)3.2 (2)10.0 (3)0.64 (4)0.2 (5)31.25% 【详解】（1）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的指针在2N下6格处，弹簧测力计的示数为3.2N。 （2）刻度尺的分度值是lcm，钩码是从0cm开始上升的，上升到10.0cm处，钩码上升的高度h=10.0cm。 （3）绳子未端的拉力等于弹簧测力计的示数，F=3.2N；弹簧测力计从25.0cm开始上升，上升到45.0cm处，绳子末端移动的距离s=45.0cm-25.0cm=20.0cm=0.2m 拉力做的功W总=Fs=3.2N×0.2m=0.64J （4）钩码的重力为G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N 克服钩码重力所做的功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J （5）动滑轮的机械效率是 32.小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕 O 点在竖直平面内转动，且 AC=BC=OA； （1）该实验中杠杆所做的额外功主要是______。 （2）他将重为 G的钩码悬挂在 B 点，在 A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为 F1，测得 A、B 两点上升的高度分别为 h1、h2，则此次杠杆的机械效率为 η1=______（用物理量的符号表示）； （3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在 C 点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数 F2______F1，杠杆的机械效率 η2______η1（均 选填“>”或“<”或“=”）。 【答案】 克服杠杆的自重及摩擦所做的功 ＜ ＜ 【详解】（1）[1]该实验对重物做功的同时，还不得不克服杠杆重力和摩擦力做功，该实验中杠杆所做的额外功主要是克服杠杆的自重及摩擦所做的功。 （2）[2]拉力做的功 杠杆对重物做的功 此次杠杆的机械效率为 （3）[3]若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在 C 点，动力臂大小不变，阻力大小不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件得，动力大小变小，即弹簧测力计的示数变小。 [4]将钩码改挂在C点后，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度， 因此有用功不变，杠杆升高的高度变大，额外功增大 ，总功增大，由得，机械效率将变小。 33.实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越________（选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是________；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与________和________有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 【答案】(1)省 (2) 增大阻力 60.0% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表格数据可知，斜面的倾斜程度越小，拉力F越小，即越省力。 （2）[1] 在斜面上铺上毛巾，增大物体与斜面接触面的粗糙程度，会增大阻力，所以目的是为了增大阻力。 [2] 机械效率为 （3）[1]分析表格的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； [2]分析第二次和第四次的实验数据可知，斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力，所以拉力要大于物体所受的摩擦力。 34.小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。 (1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（填“高”或“低”）。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N；若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为________J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率________（填“相同”或“不相同”）。 (5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】(1)0.3 (2)低 (3) 4 1 (4)相同 (5)降低 【详解】（1）由图可知承重绳子股数n=3，则弹簧测力计竖直向上移动的速度 （2）根据图乙可知，被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （3）[1][2]忽略绳重和摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率 由图乙可知G动=1N，机械效率为80%，则 解得G=4N。拉力为 若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为 （4）小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，若忽略绳重及摩擦，则克服动滑轮重做的功为额外功，额外功相同，做的有用功相同，因此总功相同，由 可知，甲、丙滑轮组的机械效率相同。 （5）当弹簧测力计拉着钩码加速上升时，此时绳端受的是不平衡的力，测力计对绳端拉力变大，总功变大，机械效率会降低。 八．斜面与轮轴（共7小题） 35. “龙骨水车”作为我国古代的灌溉农具（如下图所示），是农业机械史上一项重大改进，同学们可以感受到我国古人在创造农业机械方面的大智慧。下列哪种工具就是从这种水车进化、演变而来的（　　） A．绞吸式挖泥船 B．吊车 C．汲水的桔槔 D．舂米的舂 【答案】A 【详解】由图可知，“龙骨水车”利用了轮轴工作。 A．绞吸式挖泥船也是利用轮轴工作，因此它是从“龙骨水车”进化、演变而来的，故A符合题意； B．吊车是利用滑轮组和杠杆工作的，因此它不是从“龙骨水车”进化、演变而来的，故B不符合题意； C．汲水的桔槔是利用杠杆工作的，因此它不是从“龙骨水车”进化、演变而来的，故C不符合题意； D．舂米的舂是利用杠杆工作的，因此它不是从“龙骨水车”进化、演变而来的，故D不符合题意。 故选A。 36.轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一，如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。以下说法错误的是（   ） A．轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮上就可以省力 B．若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，动力是阻力的5倍 C．如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴 D．如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴 【答案】B 【详解】A.轮轴的实质是变形的杠杆，当动力作用在轮上时，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂，因为，根据杠杆平衡条件可得，，所以可以省力，故A 正确，不符合题意； B.已知螺丝刀轮半径，轴半径，由可得，，所以作用在螺丝刀上的动力是阻力的，故B错误，符合题意； C.在自行车中，脚蹬和曲柄带动齿盘转动，此时动力作用在轮上，阻力作用在轴上，轮半径大于轴半径，根据轮轴的省力原理，这是一个省力轮轴，故C正确，不符合题意； D.螺丝的螺纹可以看作是一个轮轴，使用时动力作用在轮（螺丝刀等工具转动的部分相当于轮）上，阻力作用在轴（螺丝的螺纹部分相当于轴）上，轮半径大于轴半径，是省力轮轴，故D正确，不符合题意。 故选B。 37.如图所示的盘山公路，相当于简单机械中的______模型，与直线上山的公路相比，盘山公路的优点是______。 【答案】 斜面 省力 【详解】[1][2]斜面是与水平面成一定夹角的倾斜平面，盘山公路的结构符合斜面的简单机械模型；与直线上山的公路相比，盘山公路延长了上山的路程，根据斜面原理可知，由于，则，因此盘山公路的优点是省力，缺点是增加了行驶的路程。 38.如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为杠杆，为方便提水，它是按照___________（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，图丙是它的简化图，设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在A点最小的力应为___________N。（不计井绳的粗细和自重） 【答案】 省力 30 【详解】[1]辘轳其实是一个变形的杠杆，支点在轴心处，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，所以其动力臂大于阻力臂，故辘轳可以看作省力杠杆。 [2]图乙中，两个轮都绕着O点转动，O点为支点。由题意知，动力臂与阻力臂的比为，水桶的总重力为阻力，据杠杆的平衡条件有 39.如图所示的拧螺丝，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝刀在拧螺丝钉时相当于简单机械______（选填“滑轮”或“轮轴”或“杠杆”）。 【答案】 粗 轮轴 【详解】[1][2]在拧螺丝钉时，螺丝刀相当于简单机械轮轴，轮轴是一种省力机械，支点在手柄截面的中心，手柄越粗，动力臂越大，在其它条件一定时，动力越小，即越省力。 40.螺丝钉上设计的螺纹是螺旋状的____________，使用螺纹可以省力。图甲、乙所示的两种螺丝钉的螺纹甲乙疏密不同，其中图________（选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉使用时更省力。如果要拧入相同的深度，则其他条件相同时，图_________（选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉拧入的速度更快。 【答案】 斜面 甲 乙 【详解】[1]螺丝钉上的螺旋状螺纹本质是斜面的变形，斜面是一种省力机械，使用时可以省力。 [2]螺纹越密（如甲图），相当于斜面的坡度越小，根据斜面原理，坡度越小越省力，因此甲更省力。 [3]螺纹越疏（如乙图），拧入相同深度时需要转动的圈数越少，所以乙的拧入速度更快。 41.将下图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），属于________（选填“省力”或“费力”）机械。 【答案】 轮轴 省力 【详解】[1][2]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。 机械效率变化核心规律（考试必考） 规律1：提升重物越重，效率越高 同一套滑轮组（动滑轮重不变），物重越大，有用功占比越大，机械效率越高。 规律2：动滑轮越轻，效率越高 提升相同重物，动滑轮重力越小，额外功越少，机械效率越高。 规律3：效率无关量（超级易错） 机械效率与提升高度、提升速度、绳子段数n、省力多少全部无关。 高频易错点 1 省力的机械机械效率不一定高，省力与效率无必然关系 2 总功一定大于有用功，所以机械效率一定小于100% 3 滑轮组静止时不做功，无效率可言，效率针对做功过程 4 水平滑轮组：有用功为克服摩擦力做功 W有=fs物 一、单项选择题 1. 下列简单机械中不能省力的是（　　） A．利用斜面提升物体 B．转弯时的方向盘 C．修枝的剪刀 D．升国旗用的滑轮 【答案】D 【详解】A．利用斜面提升物体，斜面是一种省力机械。因为斜面长度大于斜面高度，所以沿斜面施加的力小于物体的重力，可以省力，故A不符合题意。 B．转弯时的方向盘是一个轮轴，轮轴的实质是省力杠杆。使用时，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，由于轮半径（动力臂）大于轴半径（阻力臂），所以能省力，故B不符合题意。 C．修枝的剪刀在使用时，其动力臂（手到转轴的距离）大于阻力臂（刀刃到转轴的距离），根据杠杆平衡条件，它是一种省力杠杆，能够省力，故C不符合题意。 D．升国旗用的滑轮是定滑轮，它的轴是固定不动的。定滑轮的实质是一个等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故D符合题意。 故选D。 2.自行车上面有几种简单机械，关于它们是什么简单机械和分别起什么作用，下列说法不正确的是（　　） A．车把：轮轴——变形杠杆——省力 B．踏板：轮轴——变形杠杆——省力 C．前闸、后闸：杠杆——费力 D．后轮：轮轴——变形杠杆——费力 【答案】C 【详解】A．轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，自行车的车把是轮轴，也是动力臂大于阻力臂的省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮，来控制自行车的运动方向和自行车的平衡，故A正确，不符合题意； B．踏板是一个轮轴，实质也是杠杆，轮心到脚踏板的距离是动力轮，齿盘是阻力轮，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故B正确，不符合题意； C．车把上的闸把无论前后，都是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上，省力费距离，故C错误，符合题意； D．后轮由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，是轮轴，实质也是杠杆，因为阻力臂大于动力臂，所以是费力杠杆，故D正确，不符合题意。 故选C。 3.如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   【答案】C 【详解】因不计摩擦，所以，将物体分别沿斜面和拉到顶端，拉力做的功等于克服物体重力做的功；因为重力相同、上升高度h相同，由可知，拉力对物体做的功相同，即；由图可知，，根据可知，。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 二、多项选择题 4.下列几种简单机械相关的说法中，错误的是（　　） A．图甲中OA是阻力臂 B．图乙中的装置可以省一半力 C．图丙中的装置是一种省力杠杆 D．图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 【答案】AB 【详解】A．动力臂是支点到动力作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，图甲误把杠杆的长度当成了力臂，故A错误，符合题意； B．图乙所示的装置是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向，故B错误，符合题意； C．在图丙中，这是一个动滑轮装置。动滑轮的特点是省一半力，但会费一倍的距离。因此，图丙中的装置确实是一种省力杠杆，故C正确，不符合题意； D．在图丁中，汽车的方向盘是一个典型的轮轴装置。轮轴是由一个轮和一个轴组成的简单机械，轮和轴固定在一起，在轮上用力，带动轴转动，故D正确，不符合题意。 故选AB。 5.关于定滑轮、动滑轮和滑轮组，下列说法中正确的是（　　） A．使用动滑轮能省力 B．使用定滑轮能省力 C．使用滑轮组不能省力但能省距离 D．使用滑轮组能省力但不能省距离 【答案】AD 【详解】A．使用动滑轮能省一半的力，但是如果动力作用在动滑轮的挂钩上就不能省力，而是省距离了，所以使用动滑轮是可以省力的。故A正确； B．使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向，故B错误； CD．使用滑轮组既能省力，又可以改变力的方向，但费距离，故C错误，D正确。 故选AD。 三、填空题 6.如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，倾斜的木板相当于简单机械_______，使用它向上推物体可以_______。 【答案】 斜面 省力 【详解】[1][2]这种倾斜搭建的木板属于简单机械中的斜面，斜面是省力机械：在提升重物时，斜面通过增大移动距离，达到省力的效果，因此沿斜面向上推货物可以省力。 7.如图所示，水平地面上重500N的物体在大小为100N的拉力F作用下，10s内向左匀速运动了6m。这一过程中：物体的重力做功______J，拉力F做功______J；物体受到的摩擦力为______N；拉力F的功率为______W。（不计滑轮和绳的重力、滑轮与绳间的摩擦） 【答案】 0 1200 200 120 【详解】[1]物体水平运动，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0J。 [2]由图知，，拉力端移动距离 拉力做的功 [3]不计滑轮和绳的重力、滑轮与绳间的摩擦，拉力，则物体受到的摩擦力 [4]拉力做功功率 8.新北区孟河镇的市民有清明节登小黄山的习俗，如图所示是小黄山某处的地形图，体重相等的甲、乙两人分别沿南坡、北坡两条路径以相等的行走速度从山脚登上山顶，则较省力的是______（选填“甲”或“乙”），两人克服重力做功的功率______（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 甲 ＜ 【详解】[1]在斜面机械中，坡度越小，越省力；由图可知，南坡的坡度较小，所以甲较省力。 [2]由题知，两人体重相等，上升的高度相等，根据W=Gh可知两人克服重力做功相等，人行走速度相等，南坡路程长，根据可知，甲运动的时间长，根据可知甲的功率小，因此。 9.如图所示，当整个装置静止时，此滑轮是______滑轮，滑轮重为10N，底面积为0.01的物体A重为20N，测力计的示数是46N，不计绳重及滑轮摩擦，物体A对桌面的压强为______Pa。 【答案】 定 200 【详解】[1]由图可知滑轮是固定的，它的轴固定不动，所以此滑轮是定滑轮。 [2]整个装置静止时，对滑轮进行受力分析，可得F弹=G轮+2F拉 则绳子对物体A的拉力 整个装置静止时，对物体A进行受力分析，可得GA=F支+F拉 则物体A对桌面的压力F=F支=GA-F拉=20N-18N=2N 物体A对桌面的压强 10.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”“轮轴”），图_______（选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。 【答案】 轮轴 乙 【详解】[1]轮轴是由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械；滑轮是可以绕着中心轴旋转的圆轮。用于松紧内六角螺丝的扳手，使用时以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征。 [2]轮轴的本质是杠杆，扳手使用时，动力施加在轮上；在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。图乙中，动力作用在A点，动力臂为AB的长度；图丙中，动力作用在C点，动力臂为BC的长度，依题意得，由杠杆平衡条件知，使用乙方法更省力，所以图乙中的方法可以更轻松的拧动螺丝。 四、作图题 11.如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 【答案】 【详解】由图可知，人在楼上用滑轮组提升重物，拉力方向需向上，因此绕绳时需从动滑轮开始。 五、实验题 12.如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。 钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 乙 丙 （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是______； A、随意拉动钩码    B、匀速向下拉动钩码 （2）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______； （3）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______； （4）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______； （5）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择______。 【答案】 B 省力 改变力的方向 费距离 滑轮组 【详解】（1）[1]如图乙所示，在探究定滑轮工作特点，使用测力计时，操作方法正确的是匀速向下拉动钩码，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[2]如图丙所示，比较测力计示数的大小可知：使用动滑轮的好处是可以省力。 （3）[3]如图乙所示，比较测力计拉力的方向可知：使用定滑轮的好处是可以改变力的方向。 （4）[4]比较乙和丙两次实验中测力计移动的距离可知，把钩码升高相同的高度，使用动滑轮比较费距离。 （5）[5]如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，就把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组使用，所以要兼顾省力和改变力的方向两个特点就可以选择滑轮组。 13.小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 【答案】(1)88.9% (2)物重 (3)C (4)越大 (5)18 【详解】（1）第2次实验的机械效率 （2）三次实验使用同一滑轮组，动滑轮重力不变，仅改变钩码重力，机械效率随钩码重力增大而提高。故同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。 （3）从实验数据看，钩码的重力越大，机械效率越高，钩码的重力为6N时，效率为，则当钩码的重力为8N时，机械效率应高于，故选C。 （4），主要是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的拉力越大，摩擦力也越大，因此越大。 （5）动滑轮重力为时，，忽略绳重和摩擦时，机械效率公式为： 则物体重力 六、计算题 14.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A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试问： (1)利用斜面搬运货物主要是为了______； (2)货物沿斜面运动时，推力做的功为多少? (3)斜面的机械效率为多少? 【答案】(1)省力 (2)1500J (3)80% 【详解】（1）使用斜面能够省力，但是费距离；利用斜面搬运货物主要是为了省力。 （2）货物沿斜面运动时，推力做的功 （3）有用功为 则斜面的机械效率为 15.建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，可简化成如图甲所示的滑轮组。每个滑轮等重，不计绳重及摩擦，物重从2000N开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次以0.12m/s匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求： (1)每个滑轮所受重力为多少？ (2)绳子能承受的最大拉力是多少？ (3)当滑轮组的机械效率为80%时，起重机的功率为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）不计绳重及摩擦，滑轮组机械效率为 由图乙可知，当物重时，机械效率，代入知 解得 （2）由图甲可知，承担物重的绳子的股数是n=3，由图乙可知物体在16000N时绳子断了，绳子能承受的最大拉力为 （3）当，代入效率公式得 解得此时物重，此时拉力 已知拉绳子的速度，拉力功率为 1.如图所示，拉力F为5N，物体A以的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。拉力F的功率P为______W；物体A受到的摩擦力为______N；若拉力F增大到10N时，相对于地面物体B会______（选填“向左运动”“向右运动”“静止”）。 【答案】 1 8 静止 【详解】[1]由图可知，水平使用滑轮组，绳子的段数，则拉力端移动速度 所以拉力F做功的功率 [2]物体B静止在地面上，即处于平衡状态，则水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即，则 由于力的作用是相互的，所以物体A受到的摩擦力为。 [3]若拉力F增大到10N时，A在运动过程中，A对B的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止。 2.题图甲为高速铁路输电线，绷直的输电线采用坠砣牵引确保列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中A滑轮是________滑轮，要使输电线P端受到的拉力大小为，则坠砣的总重力为________N，若某段时间内坠砣串下降了0.3m，则输电线P端向左移动了________m．（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）． 【答案】 定 5×104 0.15 【详解】[1]A滑轮在转动时，轴固定不动，所以是定滑轮。 [2]B滑轮是动滑轮，缠绕了两段绳子，P点的拉力Fp与定滑轮上绳端坠砣的重力G有 故坠砣的总重力为5×104。 [3]根据滑轮组绳端移动的距离与动滑轮上物体移动的距离的关系可知，坠砣串下降的距离与输电线P端移动的距离的关系是，即 输电线P端向左移动了0.15 m。 3.简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________（选填“＞”“＜”或“=”）。 (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为________N。 【答案】(1)＞ (2) 轮轴 改变力的方向 300 【详解】（1）图甲中滑轮组的动滑轮绕2段绳，图乙中滑轮组的动滑轮绕3段绳，将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，由可知绳子自由端拉力。 （2）[1][2]由图可知通过转动绞盘使绳子绕到滚轴，从而拉起物体，绞盘相对于轮，滚轴相对于轴，所以绞车可以看作轮轴；滑轮A和B为定滑轮，其作用是改变力的方向。 [3]轮轴的本质是“连续转动的杠杆”，其力臂关系为：动力臂是轮的半径，即；阻力臂是轴的半径，即。根据杠杆平衡条件得已知，，，代入数据可计算出吊起大理石和吊框的总重力为，因此大理石板重。 31 / 36 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： 暑假作业15 滑轮与机械效率综合专题 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一．辨析定滑轮、动滑轮及滑轮组特点（共4小题） 二．滑轮绳段数判断与基础规律辨析（共6小题）（难★） 三．滑轮组拉力、距离、速度基础计算（共5小题） 四．竖直、水平滑轮组受力分析计算（共4小题） 五．有用功、额外功、总功辨析与计算（共5小题） 六．机械效率大小比较与图像分析（共4小题）（难★★★） 七．机械效率影响因素与实验分析（共6小题）（易错★★） 八．斜面与轮轴（共7小题）（难★★） 03 巩固提升练 04 能力培优练 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 一、两类滑轮特点与对比 滑轮类型 实质 拉力关系 距离关系 特点 定滑轮 等臂杠杆 F=G（不计摩擦） s=h 不省力、不费力，可以改变力的方向 动滑轮 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 F= s=2h 省力、费距离，不能改变力的方向 注意：（1）定滑轮拉力大小与拉力方向无关，各个方向拉力大小相等。 （2）动滑轮正常使用时省力，倒拉使用费力，属于费力杠杆。 二、滑轮组核心公式 物理量关系 通用公式 适用范围 拉力与物重 F= 考虑动滑轮重力，不计绳重、摩擦 绳子自由端距离 s=nh 所有竖直滑轮组通用 绳子自由端速度 v绳=nv物 物体匀速上升/下降 注意：（1）n 为承担物重的绳子段数，只看直接连接动滑轮的绳子。 （2）n 的判断口诀：动上有数、定上不算。 三、三种功的定义 1. 有用功：对我们有用的功，竖直提升物体 W有=G物h。 2. 额外功：不需要但不得不做的功，滑轮组中主要是克服动滑轮重力做功 W额=G动h（不计摩擦）。 3. 总功：拉力做的总功 W总=Fs=W有+W额。 四、机械效率计算方法 计算方法 公式 适用范围 定义式 η=×100% 所有机械通用 滑轮组推导式 η=×100% 已知物重、拉力、绳子段数 不计摩擦推导式 η=×100% 只考虑动滑轮自重，无绳重摩擦 注意：（1）机械效率永远小于1，无单位，用百分数表示。 （2）变化量规律：增加物重、减小动滑轮重力，可提高滑轮组机械效率。 五、机械效率影响因素 1. 同一套滑轮组，提升物体越重，有用功占比越大，机械效率越高。 2. 提升相同重物，动滑轮越轻、个数越少，额外功越少，机械效率越高。 3. 摩擦、绳重越大，额外功越多，机械效率越低。 4. 机械效率与提升高度、提升速度、绳子段数无关。题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 一．辨析定滑轮、动滑轮及滑轮组特点（共4小题） 1.如图所示是古人拉绳从井中汲卤制盐的场景，装置顶端的简单机械是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．杠杆 D．斜面 2.下图所示的壁雕展示了古人修桥的智慧与匠心。从图中可以看到，两名工匠正在使用滑轮将一块巨石抬起。下列对该滑轮说法正确的是（　　） A．该滑轮是一个动滑轮 B．使用此滑轮可以省力 C．使用此滑轮可以改变力的方向 D．使用此滑轮可以省功 3.如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖（桶盖绕转轴转动），非常方便、卫生。下列说法正确的是（    ） A．装置中的滑轮是动滑轮 B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为省力杠杆 C．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力 D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力 4.如图所示，下列各事例中利用定滑轮的是（    ） A B C D 二．滑轮绳段数判断与基础规律辨析（共6小题） 5. 如图所示，用滑轮提升重物时，不计滑轮自身的重力及各处摩擦，下列关系式正确的是（　　） A． B．C． D． 6.如图所示，物体A所受的重力为130N，滑轮所受的重力是10N，当整个装置静止时，弹簧测力计的读数是34N，不计绳重及滑轮摩擦，物体B所受的重力是（　　） A．24N B．60N C．12N D．7N 7.月球上高真空、强辐射，重力约为地球的，我国计划于2030年前实现载人登月，随后在月球开展科研基地建设，假设一名身穿航天服总质量为192kg的航天员，在月球上用定滑轮提起重物，如图所示，他最多可以提起的重物质量为（　　） A．32kg B．64kg C．192kg D．1152kg 8.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为 3N，则物体A受到地面的摩擦力为______N。 9.如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲=___________N，若物体上升的高度为h，则图乙中绳的自由端移动的距离是___________。 10.如图所示，图中滑轮为_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；现在用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为_______N。 三．滑轮组拉力、距离、速度基础计算（共5小题） 11.图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”x成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为120N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 12. 如图所示，弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，不计绳重、滑轮重及摩擦，则两弹簧测力计的示数为（　　） A． B． C． D． 13.用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组来提升重物，已知作用于绳端拉力是40N，不计滑轮自重及摩擦，则被提起的物重可能是 A．40N B．80N C．120N D．160N 14.将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 15.如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为______N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为______N。 四．竖直、水平滑轮组受力分析计算（共4小题） 16.暑假期间学校进行教学楼改建时，需要将一堆相同的物料搬运到高处。请解答下列问题： (1)如图甲所示，小铭模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景，他在Q端竖直向下施加200N的力刚好能把一块物料提起，并使杠杆在水平位置平衡。已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为多少？ (2)某次搬运过程中，为了一次能提升更多物料，如图乙所示，某次他利用这个装置匀速提起了5块同样的物料，已知吊篮重为160N，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，此时人对绳子的拉力为1400N，请你计算出动滑轮的重力？ 17.某施工现场的建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。电动机对绳子的拉力为1200N，30s内将重为2000N的水泥提升了12m。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦以及滑轮的重力） (1)绳子自由端移动的速度是多少？ (2)吊篮的重力是多少？ 18.如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求： (1)绳子自由端移动的速度和物体受到地面的摩擦力分别为多少； (2)动滑轮的重力； (3)若物重增大到2000N，绳子自由端拉力为多少？ 19.周末，小明写完作业后帮妈妈洗衣服。在晾衣服的时候，他发现晾衣杆套组含有4个定滑轮和2个动滑轮，安装时绳子的一端固定在天花板上，另一端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣杆升降，如图所示。查询说明书得知晾衣杆（含动滑轮）总质量。晾衣前，小明用家中体重计测得洗好的衣服（含衣架）的质量。挂好衣服后，保持晾衣杆水平，摇动摇柄使晾衣杆匀速上升。若晾衣杆在上升了，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）摇柄处绳子拉力F； （2）拉力F做功的功率P。 五．有用功、额外功、总功辨析与计算（共5小题） 20.如图所示，一台起重机在10秒钟内将重4000N的货物匀速竖直提高4m，此过程中起重机的机械效率为80%。下列关于此过程中的说法正确的是（　　） A．起重机做的有用功是40000J B．起重机做的额外功为4000J C．起重机对货物竖直向上的拉力为5000N D．起重机做总功的功率是2400W 21.小明将两箱书搬上楼，采用了如图所示的两种方法：一是把两箱书一起搬上楼，如图甲所示；二是先把一箱书搬上楼，再搬剩下的一箱，如图乙所示。假设小明上楼的速度相同，两种方法中小明做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙。下列说法中正确的是（　　） A．P甲>P乙，η甲>η乙 B．P甲>P乙，η甲=η乙 C．P甲>P乙，η甲<η乙 D．P甲=P乙，η甲>η乙 22.某机械工作时的功率是100W，机械效率是60%。下列说法中正确的是（　　） A．100W反映的是该机械做功多少 B．100W表示该机械1s做功为100J C．60%反映的是该机械做功的快慢 D．60%表示该机械做的有用功占额外功的比值为60% 23.如图所示，为提升重物，现选用粗细均匀、重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一重物挂在A、B两处，每次用力让重物匀速上升相同高度，下列说法正确的是（   ） A．重物在A处人做的有用功多 B．重物在B处杠杆的机械效率更高 C．重物在A处人做的额外功少 D．提升重物过程中杠杆是费力、省距离的 24.如图是商场的自动扶梯。质量为60kg的小鸣站在该扶梯上从商场一楼到二楼，已知扶梯以1m/s的速度匀速运行，则扶梯克服小明重力做功_____J，克服重力做功的功率是______W，如果站在扶梯上的人数增多，扶梯的效率将___________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 六．机械效率大小比较与图像分析（共4小题） 25.如图甲，A、B是两个完全相同的物体，小明分别将A、B两物体匀速拉至斜面顶端。，，物体做功情况如图乙所示。下列有关说法正确的是（    ） A．小明对A、B物体做的有用功不相等 B．物体B的额外功为0.5J C．若拉动物体A用时0.6秒，则拉力对A做功的功率为10W D．物体A和B都被匀速拉至斜面顶端时，机械效率A大于B 26.如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重360N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重40N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为400N C．该装置可以省功 D．动滑轮的机械效率为90% 27.用如图所示的动滑轮，先后将两个不同重物匀速提升相同高度，两次做功的情况如图所示，第一次的额外功为600J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较低 B．第二次提升重物时做的额外功较多 C．先后两次提升重物的重力之比为7∶12 D．先后两次提升重物的有用功之比为12∶7 28.图甲中拉力F平行于斜面，在10s内将重物从底端匀速拉到顶端。该过程中，克服重力及斜面摩擦力做功分布如图乙，斜面的机械效率为___________，有用功为___________J，拉力的功率为___________W。 七．机械效率影响因素与实验分析（共6小题） 29.如图是小明小组测量滑轮组机械效率的实验装置，实验记录数据如表所示。 实验序号 1 2 3 0.9 9 2 3 3 1.2 9 3 3 3 0.8 15 （1）在测量过程中，必须使测力计沿竖直方向______拉动； （2）第3次实验测的是图______（选填“甲”、“乙”或“丙”）的机械效率。 30.图为小明同学在活动课上做“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”的实验时的情景。 （1）本实验除了图中的器材，还需要的测量仪器是_________。 （2）进行乙实验时，需要注意的操作是_________。 （3）他将三次实验的数据记录在下边的表格中，请你将表中的数据补充完整。 序号 物重G/N 钩码升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端移动的距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/% 甲 1 0.2 1 0.2 0.2 0.20 100 乙 1 0.2 1.1 0.2 0.2 0.22 91 丙 1 0.2 0.6 _________ 0.2 0.24 _______ （4）分析实验数据并结合你平时的实验经验，你认为影响动滑轮机械效率的主要因素是：_________。 31.图甲是小磊测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置缓慢提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊做的实验回答下列问题：（g取10N/kg） (1)弹簧测力计的示数是________N。 (2)钩码上升的距离是________cm。 (3)拉力做的功是________J。 (4)克服钩码重力所做的功是________J。 (5)动滑轮的机械效率是________。 32.小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕 O 点在竖直平面内转动，且 AC=BC=OA； （1）该实验中杠杆所做的额外功主要是______。 （2）他将重为 G的钩码悬挂在 B 点，在 A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为 F1，测得 A、B 两点上升的高度分别为 h1、h2，则此次杠杆的机械效率为 η1=______（用物理量的符号表示）； （3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在 C 点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数 F2______F1，杠杆的机械效率 η2______η1（均 选填“>”或“<”或“=”）。 33.实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越________（选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是________；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为________。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与________和________有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________（选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 34.小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。 (1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（填“高”或“低”）。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N；若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为________J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率________（填“相同”或“不相同”）。 (5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________（填“升高”“降低”或“不变”）。 八．斜面与轮轴（共7小题） 35. “龙骨水车”作为我国古代的灌溉农具（如下图所示），是农业机械史上一项重大改进，同学们可以感受到我国古人在创造农业机械方面的大智慧。下列哪种工具就是从这种水车进化、演变而来的（　　） A．绞吸式挖泥船 B．吊车 C．汲水的桔槔 D．舂米的舂 36.轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一，如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。以下说法错误的是（   ） A．轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮上就可以省力 B．若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，动力是阻力的5倍 C．如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴 D．如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴 37.如图所示的盘山公路，相当于简单机械中的______模型，与直线上山的公路相比，盘山公路的优点是______。 38.如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为杠杆，为方便提水，它是按照___________（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，图丙是它的简化图，设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在A点最小的力应为___________N。（不计井绳的粗细和自重） 39.如图所示的拧螺丝，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝刀在拧螺丝钉时相当于简单机械______（选填“滑轮”或“轮轴”或“杠杆”）。 40.螺丝钉上设计的螺纹是螺旋状的____________，使用螺纹可以省力。图甲、乙所示的两种螺丝钉的螺纹甲乙疏密不同，其中图________（选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉使用时更省力。如果要拧入相同的深度，则其他条件相同时，图_________（选填“甲”或“乙”）所示的螺丝钉拧入的速度更快。 41.将下图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），属于________（选填“省力”或“费力”）机械。 机械效率变化核心规律（考试必考） 规律1：提升重物越重，效率越高 同一套滑轮组（动滑轮重不变），物重越大，有用功占比越大，机械效率越高。 规律2：动滑轮越轻，效率越高 提升相同重物，动滑轮重力越小，额外功越少，机械效率越高。 规律3：效率无关量（超级易错） 机械效率与提升高度、提升速度、绳子段数n、省力多少全部无关。 高频易错点 1 省力的机械机械效率不一定高，省力与效率无必然关系 2 总功一定大于有用功，所以机械效率一定小于100% 3 滑轮组静止时不做功，无效率可言，效率针对做功过程 4 水平滑轮组：有用功为克服摩擦力做功 W有=fs物 一、单项选择题 1. 下列简单机械中不能省力的是（　　） A．利用斜面提升物体 B．转弯时的方向盘 C．修枝的剪刀 D．升国旗用的滑轮 2.自行车上面有几种简单机械，关于它们是什么简单机械和分别起什么作用，下列说法不正确的是（　　） A．车把：轮轴——变形杠杆——省力 B．踏板：轮轴——变形杠杆——省力 C．前闸、后闸：杠杆——费力 D．后轮：轮轴——变形杠杆——费力 3.如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   二、多项选择题 4.下列几种简单机械相关的说法中，错误的是（　　） A．图甲中OA是阻力臂 B．图乙中的装置可以省一半力 C．图丙中的装置是一种省力杠杆 D．图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 5.关于定滑轮、动滑轮和滑轮组，下列说法中正确的是（　　） A．使用动滑轮能省力 B．使用定滑轮能省力 C．使用滑轮组不能省力但能省距离 D．使用滑轮组能省力但不能省距离 三、填空题 6.如图所示，人们往卡车上装载较重的货物时，常常会在车尾斜搭一块木板，将货物沿着木板往上推，倾斜的木板相当于简单机械_______，使用它向上推物体可以_______。 7.如图所示，水平地面上重500N的物体在大小为100N的拉力F作用下，10s内向左匀速运动了6m。这一过程中：物体的重力做功______J，拉力F做功______J；物体受到的摩擦力为______N；拉力F的功率为______W。（不计滑轮和绳的重力、滑轮与绳间的摩擦） 8.新北区孟河镇的市民有清明节登小黄山的习俗，如图所示是小黄山某处的地形图，体重相等的甲、乙两人分别沿南坡、北坡两条路径以相等的行走速度从山脚登上山顶，则较省力的是______（选填“甲”或“乙”），两人克服重力做功的功率______（选填“>”、“=”或“<”）。 9.如图所示，当整个装置静止时，此滑轮是______滑轮，滑轮重为10N，底面积为0.01的物体A重为20N，测力计的示数是46N，不计绳重及滑轮摩擦，物体A对桌面的压强为______Pa。 10.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”“轮轴”），图_______（选填“乙”“丙”）中的方法可以更轻松的拧动螺丝。 四、作图题 11.如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 五、实验题 12.如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。 钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 乙 丙 （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是______； A、随意拉动钩码    B、匀速向下拉动钩码 （2）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______； （3）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______； （4）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______； （5）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择______。 13.小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (2)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； (3)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； (5)另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 六、计算题 14.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A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点。已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m。试问： (1)利用斜面搬运货物主要是为了______； (2)货物沿斜面运动时，推力做的功为多少? (3)斜面的机械效率为多少? 15.建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，可简化成如图甲所示的滑轮组。每个滑轮等重，不计绳重及摩擦，物重从2000N开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次以0.12m/s匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求： (1)每个滑轮所受重力为多少？ (2)绳子能承受的最大拉力是多少？ (3)当滑轮组的机械效率为80%时，起重机的功率为多少？ 1.如图所示，拉力F为5N，物体A以的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。拉力F的功率P为______W；物体A受到的摩擦力为______N；若拉力F增大到10N时，相对于地面物体B会______（选填“向左运动”“向右运动”“静止”）。 2.题图甲为高速铁路输电线，绷直的输电线采用坠砣牵引确保列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中A滑轮是________滑轮，要使输电线P端受到的拉力大小为，则坠砣的总重力为________N，若某段时间内坠砣串下降了0.3m，则输电线P端向左移动了________m．（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）． 3.简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________（选填“＞”“＜”或“=”）。 (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为________N。 15 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $