人教版初中毕业九年级中考物理 教材系统复习 第12讲 简单机械 第2课时 滑轮 机械效率

械效率.
度
5．(2022·宜昌)如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组 进行了探究．他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组 用时 10 s 将小军匀速提升了 50 cm，称得小军的质量为 54 kg，动滑轮 组的质量为 6 kg.(g 取 10 N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦)求：
4．用如图所示的滑轮组匀速提升 30 N 的重物，5 s 内提升了 2 m，拉力
大小为 18 N，则有用功为 660J，滑轮组的机械效率为 8833..3%3.若其他条件 不变，将重物匀速提升 50m，该滑轮组的机械效率将不不变变(选填“变 大”“不变”或“变小”).
重难点：滑轮组相关的计算
⇨ 1．滑轮组绕绳分析(s 为绳端移动的距离，h 为物体上升的高度，F 为绳 端拉力，G 为物重) (1)忽略绳、滑轮重与摩擦时：承担物重的绳子段数 n＝sh＝GF； (2)忽略绳重与摩擦时：承担物重的绳子段数 n＝sh＝G＋FG轮.
次数 G/N 度 h/m 力 F/N 距离 s/m
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
(1)实验中应沿竖直方向匀匀速速拉动弹簧测力计． (2)分析表中数据可知：第 4 次实验是用丙丙图所示装置来完成的，其机械 效率为 6611..5%5. (3)通过比较 1、2 两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物， 滑轮组的机械效率与重物上升高度无无关关．
4．(2022·十堰)如图所示，斜面与水平地面夹角为 30°，某快递员用
500 N 的力，将重 800 N 的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，
货物所受摩擦力方向沿斜面向下下；斜面的机械效率为 8800%%.不改变斜面与
地面夹角和货物质量，采用减减小小斜斜面粗面糙粗程糙度的程方法可以提高斜面的机
类型 2：水平方向拉动物体 (一题多设问)★如图所示，重 600 N 的物体在大小为 100 N 的水平拉
力 F 作用下，以 0.1 m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10 s， 滑轮组的机械效率为 60%.则：
(1)绳子自由端移动的速度为 00..22m/s，物体移动的距离为 11 m. (2)拉力 F 做的功为 22000J. (3)物体与地面间的摩擦力为 112200N. (4)额外功的功率为 88 W.
交流与反思： 1.影响滑轮组机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的重力、 绳子与滑轮之间的摩擦力. 2.可以省略的工具：刻度尺，省略后用η＝nGF 计算，反而 能够提高精度.
同学们进行“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置 如图，实验数据记录如下表所示：
实验 钩码重 钩码上升高 绳端拉 绳端移动 机械效率η
小华拉力的功率：P＝Wt总＝31000
J s ＝30
W；
(3)小华做的有用功： W 有＝G 人 h＝m 人gh＝54 kg×10 N/kg×0.5 m＝270 J， 滑轮组的机械效率：η＝WW有总＝237000 JJ＝90 %.
（B ）
2．(2021·恩施州)如图，有人利用该滑轮将 G＝100 N 的物体匀速提升 了 20 cm(不计绳重和摩擦)，此过程克服物体重力做的功为 220 J，若动 滑轮重 10 N，则 F＝221100N.
命题点 2：机械效率的相关计算 3．(2021·鄂州)小斌用如图所示滑Байду номын сангаас组把重 300 N 的货物匀速提升 1 m， 若不计绳重和摩擦，所用的拉力是 200 N．则下列说法正确的是（ C ） A．绳子自由端移动的距离为 3 m B．动滑轮的质量为 50 N C．滑轮组此时的机械效率是 75% D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功
命题点 1：滑轮(组)的特点 1．★(2022·随州)由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天 又拉得很紧．某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度．某 次导线对滑轮 N 的拉力为 F，配重水泥块(重为 G)被匀速拉升的高度为 h(不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑轮之间的摩擦)．
下列说法中正确的是 A．M 是动滑轮 B．拉力 F＝2G C．拉力 F 做的功为 3Fh D．拉力 F 移动的速度与配重 G 上升的速度相同
特点 改变能□2 力力的的方方向 改改变变力力的方的向
以改变力的方向
s 与 h s 为绳端向移动距离，h方为向物体移动距离
的关系 s＝□5 hh
s＝□6 22hh
s＝□7 33hh
忽略绳、滑轮重及摩擦
F与G 的关系 F1＝□8 G
1 F2＝□9 G2G
1 F3＝□10G3G
轮轴是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，通常把大轮叫轮，小轮叫 轴．轮轴和斜面都属于简单机械，使用时都□11省省(选填“省”或“费”) 力．
(4)通过比较 11、、3(3选填实验次数的序号)两次实验数据可得出：同一滑轮 组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高． (5)通过比较 3、4 两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动 滑轮越重机械效率越越低低．
(6)(多选)为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，建议可采 取的措施有 AABBC(C选填字母代号)． 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
2．如图所示，物重为 G 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计 机械自重和摩擦)，拉力 F1、F2、F3 的大小关系是 FF22<F11<<FF33.
⇨ 3．用如图所示装置测量动滑轮的机械效率，已知每个钩码重 0.5 N，动 滑轮重 0.1 N，将钩码匀速提升 0.2 m，弹簧测力计示数为 0.6 N，则绳 子自由端移动的距离为 00..44m，克服动滑轮重力做的额外功为 00..002J2，动 滑轮的机械效率为 8833..3%3.
第2课时 滑轮 机械效 率
【版本导航】人教：八下 P81～P88 北师：八下 P99～P104，P112～P118 考点 1：滑轮(组)
类型
定滑轮
动滑轮
滑轮组
轴 随 物 体 一 起 移 定滑轮、动滑轮组
定义 轴固定不动的滑轮
动的滑轮
合成滑轮组
示意图
实质
等臂杠杆
省力杠杆
□1 不不能省力，但是能 □3 能能省力，但不能□4 既可以省力又可
2．滑轮组相关的计算
模型
(n 为承担动滑轮的绳子段数)
物体 G 上升高度为 h 时所
有用功 做的功 W 有＝Gh
克服摩擦力所做的功 W 有＝fs 物
拉力 F 移动 s 所做的功 总功
W 总＝Fs，s＝nh 机械效率 η＝WW有总＝FGsh＝nGF
拉力 F 移动 s 所做的功 W 总＝Fs ＝Fns 物 η＝WW有总＝fFss物＝Ffnss物物＝nfF
类型 1：竖直方向拉动物体 (一题多设问)★如图所示的滑轮组，每个滑轮重 50 N，用这个滑轮
组把质量为 40 kg 的重物在 2 s 内匀速提升 2 m，不计绳重和摩擦．则： (g 取 10 N/kg)
(1)重物上升的速度为 11 m/s. (2)绳子自由端移动的距离为 66 m. (3)拉力 F 的大小为 115500N. (4)拉力做的功为 990000J. (5)拉力 F 的功率为 445500W. (6)滑轮组做的有用功为 880000J，额外功为 110000J. (7)滑轮组的机械效率约为 8888..99%.
实验：测量滑轮组的机械效率 实验装置： 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. 实验结论： 1.同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高高. 2.不同的滑轮组机械效率不同，物重相同时，动滑轮越重， 机械效率越低低.
(1)小华的拉力； (2)小华拉力的功率； (3)此过程中滑轮组的机械效率．
解：(1)由图乙知，n＝6，则小华的拉力：
1
1
F＝6(G人＋G动)＝6(m人＋m动)g
＝16×(54 kg＋6 kg)×10 N/kg＝100 N；
(2)小华拉力做的功：W总＝Fs＝100 N×6×0.5 m＝300 J，
考点 2：机械效率 1．三种功及相互关系
有用功 无论是否使用机械，必须要做的功，用 W 有表示 克服机械自重及摩擦力等因素的影响而多做的功，用 W
额外功 额表示
总功 有用功与额外功之和，用 W 总表示，W 总＝□12W 有有＋＋WW额额
2.机械效率
物理学中，将1□3有有用用功跟□14总总功功的比值叫做机械效率，
定义
用符号η表示 功
W有 计算公式 η＝1□5 W总
使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是 □16 特点
小小于于总功，所以机械效率总是□17小小于于1 说明：机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关，使用任何机械 都不省功．
⇨ 1．如图所示的两个滑轮中，其中乙乙(选填“甲”或“乙”)属于动滑轮， 使用动滑轮不不能能(选填“能”或“不能”)省功．若滑轮的自重和摩擦不 计，分别用 F1、F2 匀速提起同一物体，则 F1＞＞(选填“＞”“＜”或 “＝”)F2.
(7)为了测量绳子自由端的拉力 F，A 同学认为应该在弹簧测力计静止时
读数，B 同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，你认为正确的是 BB (选
填“A”或“B”)同学的方法，试简述理由 AA忽忽略略了了摩擦摩力擦对力实验对的实影验响， 只只有有匀匀速速拉动拉时动的时弹簧的测弹力簧计示测数力才计等于示拉的数力影才大小响等．，于 拉力大小