11.3 第2课时 测量滑轮组的机械效率-【学海风暴】2026-2027学年九年级上册物理同步备课（沪粤版·新教材）

第2课时 测量光 巴课前预习导航 一、影响滑轮组机械效率的因素 1.所提升物体的重力：对于同一滑轮组， 提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 2.滑轮组中动滑轮的重力：提升相同的物体 时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高。 3.滑轮组机械之间的摩擦：提升相同的物 体时，机械之间的摩擦力越小，滑轮组的机械 效率越高。 二、提高机械效率的方法 1.在额外功不变的情况下，增大有用功， 如增大所提升物体的重力。 2.在有用功不变的情况下，减小额外功。 具体措施是：改进机械的材料和结构，以减轻 机械自身的重力；同时注意维护保养，定时润 滑，使机械处于良好的运转状态。 重点实验讲解 【实验名称】测量滑轮组的机械效率。 【实验原理】7=W×10%= Gh Fs ×100%。 【实验器材】钩码（若干）、定滑轮和动滑轮 (若干)、铁架台、细绳（若干）、弹簧测力计、刻 度尺等。 【实验过程】 1.用弹簧测力计测量钩码所受的重力G。 2.将所给器材按下图所示方法进行组装， 并记下钩码和绳端的起始位置。 3.用弹簧测力计句速拉动绳子自由端，使 钩码上升一段距离，从弹簧测力计中读出拉力 F的大小。 4.分别用刻度尺测出钩码上升的距离h 和绳子自由端移动的距离5，然后根据W有用= 10 九年级物理HY版 骨轮组的机械效率 Gh和W急=Fs计算出有用功 70 W有用×100% 和总功，根据刀=W。 60目 50- 40 计算该滑轮组的机械效率。 201 5.改变所挂钩码的数量，重 口G 0 复以上实验步骤。 6.钩码数量不变，改变动滑轮个数，重复 上述实验步骤。 【实验表格】 钩码所提升 有用功拉力 绳端移 实验 总功 机械 受的重高度 动的距 w。/小 效率 次序 力G/Nh/m W有用小F/N 离s/m 2 3 【实验结论】使用同一滑轮组，提升的物体 越重，滑轮组的机械效率越高。 【实验拓展】 1.使用同一滑轮组将同一物体提升不同 的高度，滑轮组的机械效率相同，说明滑轮组 的机械效率跟物体上升的高度无关。 2.使用不同的滑轮组将同一物体提升相 同的高度，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低，说明滑轮组的机械效率跟动滑轮的重力 有关。 已经典例题剖析 ----0 【例】在“测量滑轮组的机械效率”的实验 中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图 甲、乙、丙所示（不计绳重和摩擦），每个钩码的 重力相同。小丽按照正确的操作步骤做实验， 三次实验中弹簧测力计的拉力分别为F,、F2、 F?,三次实验中滑轮组的机械效率分别为1、 72、3。下列说法错误的是 () 丙 A.实验时，需要竖直向上匀速拉动弹簧测 力计 B.本实验中，需要的测量工具有弹簧测力 计和刻度尺 C.三次实验中拉力的大小关系为F,< F2<F D.三次实验中机械效率的大小关系为 71>72>73 【解题点拨】在“测量滑轮组的机械效率” 的实验中，需要竖直向上匀速拉动弹簧测力 计，使钩码上升；在实验中需要测量的物理量 有钩码的重力G、钩码上升的高度h、拉力F 的大小和绳子自由端移动的距离s,根据公式” N用×100%二F、×100%来计算机械效 W 率；同一滑轮组提升物体时，物体越重，所需的 拉力越大，滑轮组的机械效率越高。 参考答案O【例】D 已课内基础闯关 考点①影响滑轮组机械效率的因素 1.(2025广安，有改动)小丽用图甲所示的装置 测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回 答下列问题。 钩码 钩码上 实验 绳子自 绳子自由 机械效 重力升的高 由端的 端移动的 次序 G/N度h/cm拉力F/N距离s/cm 率1 3 0.5 ① 66.7% 5 1.4 15 71.4% 6 9 2.5 27 ② (1)实验时应该竖直向上 (选填“匀速”或“变 速”)拉动弹簧测力计。 (2)她按照正确步骤进行了3 次实验，记录数据如上表所示。 甲 第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 :第3次实验中，机械效率②为 (3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相 同钩码，得出图乙装置更 （选 填“省力”或“费力”)。 考点②提高滑轮组机械效率的方法 2.用右图所示的装置研究滑轮组的 机械效率，下列说法不正确的是 A.可以通过选用更轻的绳子以及 摩擦更小的滑轮来提高机械 效率 W有用×100% B.测量机械效率的原理是？一w。 C.机械效率的高低不仅与装置本身有关，还 与所提升重物所受的重力有关 D.提高机械效率可以通过减小钩码所受的 重力来实现 已课外拓展提高 一、填空题 1.教材素材在“测量滑轮组机械效率”的实验 中，如果滑轮组结构一定，知道承担物重的绳 子股数为，测滑轮组机械效率的实验器材就 可以不需要 (填测量工具名称)， 此时机械效率的表达式为”= (物重为G,绳端拉力为F)。用相同的滑轮和 绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组， 把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计 绳重及摩擦，则甲、乙两个滑轮组的机械效率 上册第十一章 11 7甲 (选填“>”“<”或“=”)2；由 此可知，滑轮组的机械效率与绳子的绕法 (选填“有关”或“无关”)。 人0 第1题图 第2题图 2.某同学测量滑轮组的机械效率的实验装置 如图所示。实验时把重7.2N的物体吊在滑 轮上，向上缓慢拉动弹簧测力计，测出物体 上升的高度为0.1m,图中弹簧测力计的示 数为 N,滑轮组的机械效率为 %。如果用此滑轮组提升另一个重 力为10N的物体，它的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 二、实验与探究题 3.(2025一2026南昌外国语学校检测)某实验 小组在测滑轮组机械效率的实验时，实验装 置如图甲、乙所示，得到的数据如下表所示。 实验钩码重钩码上升绳端拉绳端移动的机械 次序G/N高度h/m力F/N 距离s/m效率1 1 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.6 0.4 62.5% 3 6 0.1 2.4 75% G/N 甲 (1)小组同学发现实验过程中边拉动边读 数，弹簧测力计的示数不稳定，他认为应该 静止读数。老师说该想法是错误的，原因是 忽略了 对滑轮组机械效 率的影响。如果这样做测得的机械效率将 九年级物理HY版 (选填“偏大”“偏小”或“更 准确”)。 (2)小组同学用图甲所示的装置做第3次实 验，表中缺少的数据应为：绳端移动的距离s m,机械效率7= (结果精确到0.1%)。 (3)通过比较1、2两次实验数据可得出结 论：使用不同滑轮组提升同一重物时，动滑 轮越重，滑轮组的机械效率越 （4)通过比较1、3两次实验数据可得出结 论： (5)图丙是机械效率？与动滑轮重G动的关 系图像，不计绳重和摩擦，分析图丙中的A 点可知，被提升物体所受的重力大小为 N。 已核心素养提升 科学探究在“探究影响滑轮组机械效率的 因素”实验中，如下列图片所示，分别将两个 完全相同的钩码匀速提升到相同高度。图 甲、乙中绳子自由端移动的距离分别为s1、 s2,两个弹簧测力计的示数分别为F1、F2,所 做的有用功为W1、W2,机械效率分别为1、 2。若不计滑轮摩擦和绳子的自重，则下列 说法正确的是 A.s1=s2,F1=F2 B.s1<s2,F1>F2 C.W1<W2,1=72 D.W1>W21>72,=W4题×100%=140X 7一wg 1600J ×100%=87.5% (3)工人的重力 G人=m人g=60kgX10N/kg=600N 工人对水平地面的压力 FE=G-F=600N-400N=200N 工人对水平地面的压强 F 200N p=S=400×104m =5000Pa >核心素养提升 0.550%减小增大【解析】由图可知，弹簧测 力计的分度值是0.1N,示数是0.5N。在实验过程 中，通过已知条件可知有用功W有用=Gh=1N× 0.1m=0.1J,总功Wa=Fs=0.5N×0.4m=0.2J, 所以杠轩的机被效率，-×10为=8号× 100%=50%。用杠杆提升钩码时，对钩码做的功为 有用功，忽略杠杆转动轴处的摩擦，克服杠杆自重做 的功为额外功，并且W有用十W=W。;设杠杆重心升 高的距离为h红，则有Gh十G:h红=Fs;将钩码的悬 挂点从A移到B,G不变，h不变，G红不变，杠杆重心 升高的高度变小，克服杠杆自重所做的额外功变小， 所以额外功与有用功的比值减小。因为Gh十G红 变小，所以F也变小根器7-费×10%-× Fs 100%可知，机械效率增大。 第2课时测量滑轮组的机械效率 )课内基础闯关 1.(1)匀速(2)980%(3)费力 【解析】(1)在实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力 计。(2)根据题图甲可知，绳子的有效段数，=3，绳 子自由端移动的距离s,=n,h,=3×3cm=9cm。第 Gsh3x _W×100%=F,5n 3次实验中，机械效率=w。 6N×0.09m×100%=80.0%。(3)承担 100%=2.5N×0.27m 物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改接为图 乙装置，提升相同钩码，滑轮组承担物重的绳子段数 由3段变成2段，图乙装置更费力。 2.D 巴课外拓展提高 1.刻度尺 G =无关2.380变大 3.(1)摩擦力偏大(2)0.383.3%(3)低(4)同 一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高 (5)12 【解析】(1)若物体静止时再读数，则会忽略绳子与滑 轮间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，这种做法是错 误的。如果这样做，读出的拉力将偏小，计算出的总 功偏小，由刀=W。 W胆×100%可知，测得的机械效率将 偏大。(2)图甲中，滑轮组由三段绳子承担物重，= 3,物体上升的高度为0.1m,则绳端移动的距离s= _W有是X100%= 3h=3×0.1m=0.3m,机械效率7=W。 Gh 6N×0.1m×100%≈83.3%. ×100%=2.4Nx0.3m (3)比较1、2两次实验数据可知，使用不同滑轮组提 升同一重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 (4)比较1、3两次实验数据可知，用同一滑轮组提升 物体时，物重越大，机械效率越高。(5)由图丙可知， 滑轮组的机械效率刀=W -WX100%=w牛wg W有用 Gh' G X100%=G6+Ga万X100%=d G'+Ga ×100%= G十4N×100%=75%,解得被提升物体所受的重力 大小为G=12N。 >核心素养提升 B【解析】图甲中绳子的有效段数为2，图乙中绳子的 有效段数为3，则绳子自由端移动的距离s1=2h,s2= 3h,故s1<s2;不计滑轮摩擦及绳子自重，弹簧测力计 的示数分别为F,=2GaF,=3Ge,故F1>F2:用 滑轮组提升物体时，克服物体的重力所做的功为有用 功，克服动滑轮重力所做的功为额外功，两个装置中 物体重力和动滑轮重均相同，提升的高度也相同，故 有用功和额外功均相同，所以机械效率也相同，即 =2。综上所述，B正确。 专题一功率、机械效率的相关计算 1.解：(1)购物车的重力G=mg=10kg×9.8N/kg= 98N (2)推力所做的功W=Fs=10N×4m=40J (3)推力做功的功率P=”-0】-10W Γt4s 2.解：(1)自行车对水平路面的压力 F=Ga=(m人+m车)g=(65kg+15kg)×10N/kg= 800N (2)自行车对水平路面的压强 F 800N p=5=2×103m =4X105Pa (3)该市民骑车时受到的牵引力F'=f=15N 骑车的速度v=36km/h=10m/s 所以该市民做功的功率P=W_F坠=F'=15NX 10m/s=150W 3.解：(1)小庆做一次引体向上，在下降过程中重力做的 功W=Gh=600N×0.7m=420J (2)小庆跳一次绳时克服自身重力做的功W,=Gh'= 600N×5×10-m=30J 1min内克服重力做的总功W。=200W,=200×30J =6000J 小庆跳绳过程中克服自身重力做功的平均功率 we_6000」=100w P= t1×60s 4.解：(1)重物受到的重力 G=mg=100kg×10N/kg=1000N 使用“车梯”时，所做的有用功 W有用=Gh=1000N×2m=2000J 上册详解详析 3