中考专题复习滑轮组与机械效率.docx
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中考专题复习滑轮组与机械效率
中考专题复习：
滑轮组及机械效率
一、滑轮
（1）定滑轮
①定义：
中间的轴固定不动的滑轮。
②实质：
等臂杠杆。
③特点：
使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。
④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。
⑤绳子自由端移动距离s等于重物移动的距离h。
（2）动滑轮
①定义：
和重物一起移动的滑轮。
②实质：
动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。
③特点：
使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。
④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
F=
G；
只忽略轮轴间的摩擦及绳重，则，拉力F=
（G物+G动）；
绳子自由端移动距离s等于2倍的重物移动的距离h。
二、滑轮组
1、定义：
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
2、特点：
使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。
3、理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=
G。
只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=
（G物+G动）。
（n为动滑轮上绳子的股数）
绳子自由端移动距离s=n倍的重物移动的距离h。
4、绳子股数n的判断
例题精析
1、用如图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变力的方向的装置是（C）
（第2题图）
2、如图所示，动滑轮的总重为20N，物体A重100N，在力F的作用下，物体A以2m/s的速度匀速上升2s，若忽略摩擦，则力F的大小及绳端上升的距离分别是（ A ）
A、30N，16mB、25N，14m
C、40N，12mD、40N，16m
3、学校旗杆顶装有定滑轮，这样做（C）
A．既省力，也改变施力的方向B．省力，但不改变施力的方向
C．不省力，但改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向
4、如图所示，物体做匀速直线运动，拉力F=60N，则物体受到的摩擦力是（ C ）
A．60NB．120N
C．20ND．180N
5、如图所示，将重物提高2m所用拉力F＝200N，求：
（1）重物的质量（动滑轮重不计）
（2）自由端F移动的距离。
【答案】
（1）60Kg，
（2）6m
6、如图所示，用一滑轮组将重力为700N的物体提高5m，（不计动滑轮重、绳重及摩擦），
试求：
（1）提起物体所用的力F是多少？
（2）绳端移动的距离是多少？
【答案】
（1）250N（3分）
（2）15m
当堂练习
1、借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重及摩擦，以下装置最省力的是（D）
2、如图所示，在拉力F的作用下，总重60N的物体被匀速提升了10cm，若不计滑轮，绳的重和摩擦，则拉力F及其向上移动的距离s分别为（）【答案】B
A．F=60N，s=0.2mB．F=30N，s=0.2m
C．F=60N，s=0.1mD．F=30N，s=0.1m
3、用如图所示的滑轮组拉动物体，当物体匀速移动时，绳端受到的拉力为30N；若物体重100N，不计滑轮重及摩擦，物体受到水平面的摩擦力大小是（）【答案】C
（第4题图）
A．30NB．60NC．90ND．100N
4、工人师傅使用如图所示的滑轮组将重600N的木箱匀速吊起3m，则工人师傅使用的拉力可能是（滑轮重、绳重和摩擦忽略不计）（）【答案】C
A．200NB．220NC．300ND．320N
5、如图所示滑轮组，正方体A在水平地面上处于静止状态.已知A的边长为1dm，密度为2×
kg/
，每个滑轮重为2N，若使A对水平地面产生的压力为0，作用在绳端的拉力F为（忽略摩擦和绳重，g=10N/kg）（）【答案】C
A．4N
B．5N
C．6N
D．22N
6、如图所示，工人用滑轮组吊起质量为40kg的箱子，工人施加的拉力为250N，箱子10s内被匀速竖直提升了2m，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．求：
（1）箱子受到的重力；
（2）动滑轮的重力；
（3）工人所施加拉力的速度．
【答案】
（1）箱子受到的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N．
答；箱子受到的重力为400N．
（2）根据不计绳重和摩擦时动滑轮是由两股绳子承担可知：
F=
（G+G动）
∴G动=2F﹣G=2×250N﹣400N=100N；
答：
动滑轮的重力为100N．
（3）∵滑轮组是有两股绳子承担，且h=2m，∴s=2h=2×2m=4m，∴v=
=
=0.4m/s．
7、小明用如图所示的滑轮组将重为600N的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力是N，动滑轮的重力是N．【答案】250；150
8、如图所示，滑轮自身重力和摩擦不计，请按题中所给的F及G的关系要求，在图中用笔画线代替绳子将滑轮组绕好。
9、如图所示，用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法．
（10题）
10、按照要求画出图中所示滑轮组的穿绳情况．（滑轮重和摩擦不计）甲图：
F=1/4G，乙图：
F=1/2G
11、如图所示，要以最省力的方式拉动汽车，请画出滑轮组的绕绳方式．
12、小明想站在地上向下拉绳提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．已知每个滑轮重20N，请你帮他在图的a、b图中选一个符合要求的图并画出正确的绕绳方法。
13、
（1）用滑轮组提升重1000N的物体A，如果每个滑轮重100N，绳子能承受的最大拉力为500N．请在图中画出绕绳方法．
（2）用滑轮组提升重物，请在图中画出竖直向下拉绳子的绕绳方法．
考点三、滑轮组机械效率实验
1、机械效率
（1）有用功跟总功的比值叫机械效率。
（2）计算公式：
；
。
例题精析
1、某小组同学在探究滑轮组的机械效率及哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证．
（1）如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其及B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变因素，从而进行研究．
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想一：
两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率及滑轮组细线的绕法有关；
猜想二：
两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率及滑轮组提升的物重有关．
（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．
验证猜想一的小组应按图所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小（相等/不相等），则可初步判断猜想一是错误的；
验证猜想二的小组应按图或3、4所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是（正确/错误）的．
（3）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：
．
【答案】
（1）B；
（2）1、3或2、4；相等；1、2或3、4；正确；（3）尽量让滑轮组满负荷工作（提升可以提升的最大物重）、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等
2、某小组同学在探究滑轮组的机械效率及哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证．
（1）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想A：
两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率及滑轮组细线的绕法有关；
猜想B：
两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率及滑轮组提升的物重有关；
（2）为了验证上述猜想是否正确，同学们将分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．
（a）按图_______滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小_______（相等/不相等），则可初步判断猜想A是错误的；
（b）按图_______滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是_______（正确／错误）的；
（3）接着小组进行了实验验证．【答案】（a）13，相等（b）12，正确。
3、在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用较轻的滑轮组成的滑轮组测定前4组数据，换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第5组数据，测得数据如表：
实验次数
动滑轮重G动/N
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
绳端移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.3
55.6
（1）实验中应沿方向拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升．
（2）表格中变化①处数据应为；根据图中弹簧测力计可知编号②数据应为N．
（3）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率及无关．
（4）比较第1、3次实验数据可得出结论：
使用同一滑轮组，重物越重，机械效率（选填“越高”、“不变”或“越低”）．
（5）比较第次实验数据可得出结论：
使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
（6）分析表格中第2组数据可知，此时滑轮组克服绳重及摩擦做的那部分额外功为J．
【答案】
（1）竖直；匀速；
（2）①66.7；②2.4；（3）钩码上升的高度；（4）越高；（5）4、5；（6）0.12
4、某班同学在“探究滑轮组的机械效率及哪些因素有关”时，他们猜想滑轮组的机械效率可能及动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关，各小组利用如图所示的装置进行验证，杨阳那组得到的实验数据如表：
实验次数
物重
（N）
物体上升的高度
（m）
拉力（N）
绳子自由端移动的距离（m）
机械效率（%）
1
1
0.1
0.6
0.2
83.3
2
1
0.1
0.4
0.4
62.5
3
2
0.1
0.65
0.4
76.9
4
1
0.2
0.6
0.4
83.3
（1）比较第1、2次实验数据得出：
用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮个数越多，；比较第2、3次实验数据得出：
同一个滑轮组，提升的物体越重，；比较第1、4实验数据得出：
同一个滑轮组的机械效率及物体上升的高度．
（2）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数及实际相比（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），测得机械效率（选填“偏高”、“偏低”或“不变”），说明滑轮组的机械效率还及有关．
（3）有两个组所用的动滑轮重量相同，提升的物体也相同，测的机械效率却不同，原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的不同，影响了测量结果．所以，我们在生活中经常给各种机械加润滑油，是为了它的机械效率．
【答案】
（1）机械效率越低；机械效率越高；无关；
（2）偏小；偏高；运动状态；（3）摩擦；提高
5、浩文和虞勇同学用图甲所示的滑轮组进行了“测滑轮组机械效率”的实验，实验数据记录下表后，通过分析及处理数据，探究得出了以下结论。
实验
序号
物重
G/N
物体上
升的高
度h/cm
测力计
的示数
F/N
测力计移
动的距离
s/cm
机械效
率η
1
2
5
0.9
15
74.1%
2
2
10
0.9
30
74.1%
3
4
10
1.7
30
78.4%
4
6
10
2.5
30
（1）滑轮组的机械效率及物体上升的高度__________，及所提物体的重力大小
（均选填“有关”或“无关”），提升的物体越重，机械效率越；
（2）只要滑轮组结构一定，绕动滑轮知道n股细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η＝__________（用本题中有关字母表示），并算出第4次实验的机械效率为____________；
（3）他们换用图乙所示装置再进行实验探究，又发现：
把同一重物提升相同高度，比用甲装置要做更_______（选填“多”或“少”）的额外功，所以机械效率会更_________（选填“高”或“低”）。
【答案】
（1）无关有关大
（2）刻度尺η＝G/nF80%（3）多低
6、小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题：
①斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？
②对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？
为了解决以上问题，小亮及几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：
实验次数
斜面倾角
物重G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η（%）
①
45°
1
0.7
0.9
1
0.9
77.8
②
30°
1
0.5
0.7
1
0.5
0.7
71.4
③
30°
2
0.5
1.4
1
1
1.4
（1）表格中缺少2个数据，请补充完整（保留一位小数）．
（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向移动（选填“左”或“右”）．
（3）通过对比实验①②的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越。
（4）通过对比实验的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率及所拉物体的重力。
【答案】
（1）0.7；71.4；
（2）匀速；左；（3）小；（4）②③；无关．
考点四、机械效率计算
（F：
绳端人的拉力，s：
绳端移动的距离）
（G：
物体的重力；h：
物体上升的高度）
（n：
动滑轮上绳子的股数）（一刀切判断法）
机械效率：
（1）模型一：
竖直方向滑轮组（克服重力做有用功）（不计绳重及摩擦）
1、如图用滑轮组提升重80N的重物，物体上升速度为0．1m/s，上升高度为20cm，拉绳子的力F为50N，则（）【答案】D
A．绳子自由端被拉下60cm
B．拉力的功率为5W
C．有用功为1600J
D．滑轮组机械效率为80％
（第2题图）
2、如图所示，工人要将一块重900N的建材运到10m高处，装置中每个滑轮重100N，建材上升的速度是0.8m/s，在施工过程中，下列说法正确的是（）【答案】D
A．工人的拉力为500N
B．工人拉绳的速度为2.4m/s
C．工人做功的功率为1000J
D．工人做功的机械效率小于90%
3、用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升0.2m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为60N（不计绳重和绳及滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（）【答案】C
A．所做的有用功为200J
B．动滑轮自重2N
C．拉力F做功的功率为12W
D．该滑轮组的机械效率为75%
4、如图所示，拉力F=125N，在10s内将重物匀速提升2m，滑轮组的机械效率是80%．则下列说法正确的是（）【答案】A
A．绳子自由端移动距离为6mB．物体重是375N
C．拉力F做的功是250JD．拉力F的功率为25W
5、如下图所示，工人用200N的拉力，在15s的时间内，将重510N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，不计绳重及摩擦，求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力。
【答案】
（1）240W；
（2）85%；（3）90N
6、用如图所示的滑轮组提起重为900N的物体A，使物体在1min内上升了4m，所用的拉力为400N（不计绳重以及绳和轮之间摩擦），求：
（1）拉力F克服物体的重力所做的功；
（2）拉力F做的功；
（3）拉力F做功的功率；
（4）该滑轮组的机械效率。
【答案】
（1）3600J；
（2）4800J；（3）80W；（4）75%．
7、如图所示，某人用机械效率为80％的滑轮组匀速提升重120N的物体，在2s内，绳的自由端移动了6m，不计绳重和摩擦。
求：
（6分）
（2）模型二：
水平方向滑轮组（克服摩擦力做有用功）（不计绳重及滑轮组内的摩擦）
（
：
物体受到的摩擦力，s：
物体移动的距离）
（F：
绳端人的拉力；s绳：
绳端移动的距离）（加脚标以区分）
（n：
动滑轮上绳子的股数）（一刀切判断法）
机械效率：
例题精析
1、如图，用F=10N水平拉力，使重为100N的物体A，沿水平方向在1s内匀速直线运动了0.5m，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，则物体受到地面的摩擦力为N，拉力F的功率为．
【答案】20；10W
2、如图所示，用机械效率为80%的滑轮组拉动一个质量为50kg的物体A当水平拉力F为100N时，物体A恰能匀速前进，若物体A前进5m所用的时间为10s。
则拉力F做功的功率为___W，物体A受到地面的摩擦力为N（g取10N/kg）【答案】100；160
3、如图所示，小强在30s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6m，已知物体A重为800N，它受到的摩擦力为60N，小强所用拉力为25N，则A的重力做功为________J，拉力的功率为_________W，此滑轮组的机械效率为__________。
【答案】0；15；80%
4、如图所示，重为100N的物体A，在大小为20N方向向左的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，经过3秒，物体A在水平面上向左移动了30cm的距离,滑轮及绳子质量不计，滑轮及绳子之间摩擦不计。
则下列结论正确的是（）【答案】D
A．物体运动的速度为10m/s
B．物体及地面之间的摩擦力为20N
C．拉力F的功率为2W
D．拉力F做的功是12J
5、如图所示，物块重200N，移动过程中所受阻力为40N。
（l）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0．2m／s的速度匀速移动，拉力F的功率是多大？
（2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F是多大？
【答案】
（1）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0．2m/s的速度匀速移动，拉力F的功率是8W；
（2）如果这个装置的机械效率是80%，则拉力F是25N．
（1）求拉力F的大小；
（2）若滑轮组的机械效率为95%，求动滑轮的重力
（不计绳重及绳子及滑轮间的摩擦）．
【答案】
（1）80N；
（2）8N
6、如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40S内移动了8m，拉力F做的功为1280J．
7、如图是某建设工地上工人用滑轮组拉动货物的示意图．货物重3000N，及地面的接触面积为0.25m2，工人用F为400N的拉力将货物沿水平方向匀速拉动2m，货物及地面的滑动摩擦力为600N．试求：
（1）货物对地面的压强是多少？
（2）货物克服摩擦力所做的功是多少？
（3）滑轮组的机械效率为多少？
【答案】
（1）货物对地面的压强是1.2×104Pa；
（2）货物克服摩擦力所做的功是1200J；
（3）滑轮组的机械效率为75%
（3）模型三：
斜面机械（同时克服摩擦力和重力做有用功）
G
（G：
物体的重力；h：
物体上升的高度）
（F：
绳端人的拉力；s：
斜面拉动的距离）
机械效率：
例题精析
1、如图，斜面长4m，高2m。
质量为50kg的小明，用平行于斜面向上的75N的拉力将100N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，g=10N/kg，那么（D）
A．小明对物体做的总功为1300J
B．斜面的机械效率是75%
C．物体所受的摩擦阻力为75N
D．物体所受的摩擦阻力为25N
2、如图所示，重为2100N的甲物体，在拉力F的作用下沿斜面以0.2m/s的速度移动了5m，同时甲物体升高了3m。
斜面和滑轮组的总机械效率为80%。
则下列说法中，正确的是（C）
A．绳子自由端通过的距离为5m
B．总功为6300J
C．拉力F为525N
D．有用功的功率为420W
3、小明想把重1000N的木箱A搬到高h=5m，长L=10m的斜面上，如图所示。
他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度匀速从斜面底端拉到斜面顶端。
求：
（1）小明同学拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？
【答案】
（1）120W
（2）83.3%（3）100N
4、某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10秒，已知斜面长6m、高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮及绳之间的摩擦均不计）.求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）箱子和斜面间的摩擦力.
【答案】
（1）250N；
（2）300W；（3）100N
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功?
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大?
【答案】
（1）1500J
（2）80%（3）60N
5、在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）。
求
4、综合针对训练
1、用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.1m，拉力F=6N，在这一过程中，下列说法正确的是（A）
A．所做的有用功为1J
B．所做的额外功为0.5J
C．所做的总功为1.5J
D．此滑轮组的机械效率为50%
2、利用如图所示的滑轮组，在20s时间内将重为20N的物体匀速提升了2m，所用拉力F为12.5N。
下列判断正确的是（）【答案】B
A．绳子自由端移动的速度为0.1m/sB．该滑轮组的机械效率为80%
C．此段时间内，拉力做功为40JD．拉力做功的功率为1.25W
3、（3分）如图所示，重8N的物体，在拉力F的作用下2s内匀速上升了0.4m，动滑轮重2N，不计绳重及摩擦，则下列计算结果正确的是（）【答案】ACD．
A．拉力的大小为5N
B．绳子自由端移动距离为1.2m
C．拉力F的功率为2W
D．滑轮组的机械效率为80%
4、用图所示的滑轮组拉物体A在水平桌面上做匀速直线运动。
如果拉力F＝3N，物体A的速度v＝0.2m/s，忽略滑轮重、绳重和轴摩擦。
下列说法中正确的是（）【答案】B
A．物体A受到合力不为零B．物体A受到的摩擦力为9N
C．竖直墙受到的拉力为9ND．拉力F的速度为0.4m/s
5、如图所示，甲、乙两个滑轮组通过细绳悬挂在天花板上，用滑轮组匀速提升重为600N的物体时，悬挂甲、乙两滑轮组的细绳所受的拉力分别为F甲、F乙，已知每个滑轮重30N，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，则拉力F甲、F乙的大小分别为（）【答案】B
A．F甲＝630N，F乙＝630N
B．F甲＝900N，F乙＝975N
C．F甲＝870N，F乙＝975N
D．F甲＝975N，F乙＝450N
6、在实践中，人们经常利用由杠杆、滑轮等简单机械组合
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