資源簡介

(共36張PPT)
中考物理
一輪復習課件
人教版
人教版2023中考物理第一輪復習
教材考點梳理
第十二講
第2節 滑輪　機械效率
知識精講
1
5年真題子母題
2
縱向實驗一題多設問
3
實驗 測量滑輪組的機械效率
考點清單
滑輪
機械效率
滑輪
定滑輪
動滑輪
滑輪組
其他簡
單機械
功的分類
公式
定義
機械
效率
斜面的特點
輪軸的實質
思維導圖
知識精講
考點清單
一、滑輪
滑輪種類 圖示 定義 實質 特點(不計摩擦與繩重)
定滑輪 軸固定不動的滑輪 等臂杠桿 可以改變拉力的方向，但不能省力；
F1＝G物、s拉＝s物
滑輪種類 圖示 定義 實質 特點(不計摩擦與繩重)
動滑輪 軸可以隨被提物體一起運動的滑輪 動力臂是阻力臂2倍的杠桿 省一半力，但_________拉力的方向；F2＝ (G物＋G動)、s拉＝2s物
不能改變
滑輪種類 圖示 定義 實質 特點(不計摩擦與繩重)
滑輪組 由定滑輪和動滑輪組合而成的裝置 / 既能省力又能改變拉力的方向；
F3＝ (G物＋G動)、s拉＝3s物
二、其他簡單機械
1、斜面的特點：____力但費距離；高度相同時，斜面越長，越____力．
2、輪軸的實質：一個可以連續旋轉的杠桿．應用：轆轤、門把手、汽車方向盤等．
省
省
三、機械效率
1、功的分類
(1)________功：無論采取哪種方法都必須要做的功，用W有表示．如提升重物W有＝Gh，水平拉重物W有＝fs(即克服摩擦力做的功)
(2)________功：并非我們需要但又不得不做的功，用W額表示．
(3)總功：用W總表示，W總＝____________．
2、定義：______跟_____的比值叫做機械效率，用符號____表示．
3、公式：____________．
有用
額外
W有＋W額
有用功
總功
η
4、使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總______總功．
機械效率總小于1.
5、注：若不計摩擦、繩重和空氣阻力，滑輪組的機械效率也可以用
來計算．
小于
概念辨析
1. 判斷下列說法的正誤，正確的打“√”；錯誤的打“×”．
(1)動滑輪既能省力又能改變力的方向(　　)
(2)減小機械內部摩擦可以提高其機械效率(　　)
(3)改變繩子的繞法，減少承擔重物的繩子的段數可以提高機械效率(　　)
(4)機械效率越高的機械，做功就越多(　　)
√
×
×
×
2. 如圖2所示滑輪組，每個滑輪重50 N，用這個滑輪組把質量為40 kg的重物在2 s內勻速提升2 m，不計繩重和摩擦，g取10 N/kg.求：
(1)重物上升的速度為______m/s.
(2)繩自由端移動的距離為____m.
(3)拉力F的大小為________N.
(4)拉力做的功為________J.
(5)拉力F的功率為________W.
(6)滑輪組做的有用功為________J，額外功為________J.
(7)滑輪組的機械效率為__________．(百分號前保留1位小數)
1
6
150
900
450
800
100
88.9%
轆轤：轆轤是中國古代一種提水工具．井上豎起一個井架，裝上手柄和手搖的轉軸，將繩索纏繞在軸上，將水桶系在繩的一端，搖動手柄，便可使水桶起落．
素材拓展
5年真題子母題
命題點1
滑輪組的相關計算(孝感咸寧均3考)
考向1　非圖像類(孝感3考；咸寧2考)
1. (2022黃石8題2分)如圖所示，分別用兩種機械在相同時間內將相同的物體勻速提升相同的高度，則(　　)
A. 拉動繩端的速度之比是1∶2
B. 拉動繩端的力大小一定相同
C. 有用功之比是1∶2
D. 機械效率相同
A
2. (2022荊門25題3分)小睿組裝了如圖所示的裝置，其中物體的質量為48 kg.當物體在空中保持靜止時，與物體相連的繩子拉力為________N；當物體以1 m/s速度向上做勻速直線運動時，經過10 s，物體克服重力所做的功為________J；此時人的拉力大小為320 N，該裝置的機械效率為________%.(g取10 N/kg)
75
480
4 800
2．1　變水平方向
(2021黃石10題2分)如圖所示，重600 N的物體在大小為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勻速直線運動了10 s，滑輪組的機械效率為60%.在此過程中下列選項正確的是(　　)
A. 物體與地面間的滑動摩擦力為100 N
B. 拉力F做的功為100 J
C. 額外功的功率是8 W
D. 繩子自由端移動的速度為0.3 m/s
C
3. (2018孝感16題8分)搬運工人站在水平高臺上用如圖所示的滑輪組勻速豎直向上提升重物，不計繩重和摩擦，工人的重力為640 N，與地面接觸的總面積為4×10－2 m2，提升時間為20 s，重物上升高度為2 m．求：
(1)提升時繩自由端的速度為多少．
解：(1)重物上升的速度v物＝ ＝ ＝0.1 m/s
由圖知n＝3，繩自由端的速度
v繩＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s
(2)若拉力F的大小為150 N，則拉力的功率為多少．
(2)當拉力為150 N時，拉力的功率
P＝ ＝ ＝Fv繩＝150 N×0.3 m/s＝45 W
(3)若上述過程中所提貨物重為360 N，則滑輪組的機械效率為多少．
(3)當G物＝360 N時，滑輪組的機械效率
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝80%
(4)若仍用該滑輪組提升另一貨物，當提升過程中該工人對高臺的壓強為2.0×104 Pa，則所提升貨物的重力為多少．
當G物＝360 N時，F拉＝150 N，由題意得：F拉＝ (G物＋G動)，
即G動＝3F拉－G物＝3×150 N－360 N＝90 N
工人對高臺的壓力
F壓＝pS＝2.0×104 Pa×4×10－2 m2＝800 N
其中F支＝F壓，人對繩末端的拉力F拉′＝F支－G工＝800 N－640 N＝160 N，由F拉′＝ (G物′＋G動)得，
另一重物的重力為G物′＝3F拉′－G動＝3×160 N－90 N＝390 N
解題關鍵點
對人進行受力分析，如下圖．利用題干中人對地面的壓強求出人對地面的壓力(即地面對人的支持力)，從而求出繩對人的拉力(即人對繩端的拉力)，再代入滑輪組的關系式中求解貨物的重力即可．
3．1　變拉力方向
(2022荊州35題8分改編)項目建設中，工人用如圖所示的裝置將質量為70 kg的建筑材料勻速提升了6 m，用時10 s．電動機的輸出功率恒定為600 W，不計繩重和摩擦，g取10 N/kg.求：
(1)建筑材料上升的速度．
解：建筑材料上升的速度
v材料＝ ＝ ＝0.6 m/s
(2)10 s內電動機輸出的總功．
10 s內電動機輸出的總功
W總＝P輸出t＝600 W×10 s＝6 000 J
(3)動滑輪所受的重力．
由圖可知，承擔物重的繩子段數n＝2，繩子自由端移動的距離
s繩＝nh材料＝2×6 m＝12 m
由W總＝F拉s繩得，電動機對繩子的拉力
F拉＝ ＝ ＝500 N
建筑材料的重力G材料＝m材料g＝70 kg×10 N/kg＝700 N
由F拉＝ (G材料＋G動)得，動滑輪的重力
G動＝nF拉－G材料＝2×500 N－700 N＝300 N
(4)若用此滑輪組勻速提升另一批建筑材料時，機械效率是90%，則該建筑材料上升的速度．
由機械效率公式
得G′＝90%×(G′＋300 N)
解得該建筑材料的重力G′＝2 700 N
電動機對繩子的拉力
F拉′＝ (G′＋G動)＝ ×(2 700 N＋300 N)＝1 500 N
由P輸出＝ ＝ ＝F拉′v繩′＝F拉′×nv材料′＝F拉′×2v材料′得，建筑材料上升的速度v材料′＝ ＝ ＝0.2 m/s
考向2　圖像類(咸寧2020.19)
4. (2020咸寧19題2分)用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5 m．滑輪組的機械效率與物體受到重力的關系如圖乙所示．不計摩擦，下列分析正確的是(　　)
A. 動滑輪的重力為5 N
B. 該滑輪組的機械效率可以達到100%
C. 滑輪組的機械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物時，滑輪組做的額外功為5 J
D
解題關鍵點
求解動滑輪的重力時，根據滑輪組的機械效率η＝
進行轉換，再將圖像中的特殊點(橫、縱坐標均已知)代入，即可將G動求出．
4．1　變滑輪組模型
(2019十堰35題3分)質量為m的工人要用如圖甲所示
的滑輪組將一批建筑材料運送到樓頂，滑輪組的機
械效率隨建筑材料所受重力變化的圖像如圖乙所示，若機械摩擦及繩重忽略不計，影響滑輪組機械效率的原因為____________________(寫出一點即可)，則動滑輪受到的重力為______N；該工人豎直向下拉繩子自由
端運送建筑材料，此滑輪組機械效率的最大值為________．(后兩空均用
已知量符號表示)
物重(或動滑輪的重力)
G0
解題關鍵點
求解動滑輪的重力時，根據滑輪組的機械效率η＝
進行轉換，再將圖像中的特殊點(橫、縱坐標均已知)代入，即可將G動求出．
命題點2
斜面的機械效率
5. (2022十堰35題3分)如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°.某快遞員用500 N力，將重800 N的貨物沿斜面勻速推上車廂，不考慮斜面形變，貨物所受摩擦力方向沿斜面向________；斜面的機械效率為________．不改變斜面與地面夾角和貨物質量，采用__________________的方法可以提高斜面的機械效率.
下
80%
減小斜面粗糙程度
解題關鍵點
斜面的機械效率η＝ ，G物與F推已知，因此轉為求斜面高度h斜與面長度s的關系，根據圖示斜面角度30°，可結合數學知識(sin30°＝ )進行求解
縱向實驗一題多設問
實驗
測量滑輪組的機械效率
例　 小明在做“測量滑輪組機械效率”的實驗時，實驗裝置如圖所示．
設計與進行實驗
(1)除了圖中所示的器材外還需用到的測量器材是________．
溫馨提示：若因軟件問題視頻無法打開
請在實驗視頻文件夾打開原視頻
刻度尺
(2)彈簧測力計在使用前應在________(選填“水平”或“豎直”)方向進行調零，用彈簧測力計測量鉤碼的重力并填入表格．
(3)按照圖示安裝滑輪組，分別記下________和繩端的初始位置．
(4)實驗過程中應該豎直向上________拉動彈簧測力計，使鉤碼上升，在讀出拉力F的值時，彈簧測力計應該保持________(選填“靜止”或“運動”)狀態，同時測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s.
運動　
豎直
鉤碼
勻速
(5)改變鉤碼個數，進行多次實驗，將收集到的數據記錄在下表中．
實驗次數 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
3 6 0.1 2.6 0.3
分析現象和數據，總結結論
(6)第3次實驗中，繩端拉力F做的有用功為_____J，機械效率為______．
(百分號前保留一位小數)
0.6
76.9%
交流與反思
(7)通過比較1、2、3三次實驗數據可以得出：使用同一滑輪組提升重物時，重物越重，滑輪組的機械效率越________．
(8)如果在第1次實驗中，忽略繩重和摩擦，則動滑輪的重力為________N.
1.6
大
實驗次數 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
3 6 0.1 2.6 0.3
(9)下圖中能粗略反映滑輪組的機械效率η與提升物重G的關系是________.
C
(10)小明發現繩端移動的距離與鉤碼提升高度有一定的倍數關系，于是他認為；鉤碼數量一定時，無論將鉤碼提升多高，都不影響該滑輪組的機械效率．同學小紅認為鉤碼提升的高度越高，有用功就越大，機械效率就越
大．你認為________的看法正確，理由是__________________________
____________________________________
小明
根據
可知，機械效率與物體上升的高度無關
(11)[生活實踐](2021遂寧改編)為提高滑輪組機械效率，根據以上結論和生活經驗，你建議可采取的措施有________．(多選)
A. 減輕動滑輪重
B. 增加所提物體重
C. 機械加潤滑油
D. 增加重物上升高度
ABC
實驗命題點
1．實驗原理：η＝
2．主要實驗儀器及作用
(1)彈簧測力計的使用和讀數(測量拉力的大小和鉤碼重)
(2)刻度尺的使用和讀數(測量鉤碼上升的高度和彈簧測力計移動的距離)
3．設計實驗數據記錄表格
4．實驗操作(彈簧測力計勻速直線拉繩子)
5．計算有用功、總功、機械效率
6．根據實驗數據，應用控制變量法分析滑輪組機械效率的影響因素
7．提高滑輪組機械效率的方法
8．實驗評估與改進
謝謝
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