資源簡介

一、滑輪及其應用
1. 定滑輪、動滑輪
2. 斜面
實質：省力機械，省力費距離，高度相同的斜面，斜面越長越省力．
應用：盤山公路．
二、機械效率
1. 有用功、額外功、總功
(1)有用功：無論是否使用機械，必須要做的功，用W有表示．
(2)額外功：使用機械時，并非需要又不得不做的功，用W額表示．
(3)總功：使用機械做的功之和，用W總表示. W總＝W有＋W額．
2. 機械效率：物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率．
公式η＝．
3. 功的原理：使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于(選填“大于”“小于”或“等于”)1.
4. 三種模型的機械效率
注：以上公式均忽略繩重及摩擦．
5. 提高滑輪組機械效率的方法：
(1)減小動滑輪的重量；(2)增大物體的重量；(3)減小摩擦(摩擦不能忽略時)．
例1、如圖所示，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度．與提升B相比，提升A的過程滑輪組的機械效率較大．若不計繩重與摩擦的影響，則提升A的過程(　　)
A. 額外功較小 B. 額外功較大 C. 總功較小 D. 總功較大
例2、工人用如圖所示的機械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪＝9∶1，忽略繩重與摩擦的影響，則機械效率為(　　)
A. 10% B. 45%C. 80% D. 90%
例3、如圖所示，工人用160 N的拉力F將重為300 N木箱10 s內勻速拉到長3 m、高1 m的斜面頂端．下列說法正確的是(　　)
A. 拉力F做功的功率是16 W
B. 克服木箱重力做功是900 J
C. 斜面的機械效率是62.5%
D. 若只改變斜面的傾斜角度，斜面的機械效率不變
例4、如圖所示，分別用甲、乙兩種形式的滑輪組把重為400 N的物體勻速向上提起；已知每個滑輪重20 N，忽略繩子的重力以及滑輪與繩子的摩擦，圖甲中車對繩子的拉力為_______N，圖乙中人對繩子的拉力為_____N.
例5、一工人用如圖所示的滑輪組提升一重200N的貨物，所用拉力為125N，他在4s內將貨物向上提升了2m，求在這個過程中：
（1）工人所做的有用功和額外功；
（2）滑輪組的機械效率；
（3）工人拉動繩子做功的功率。
1.用一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組甲和乙，分別勻速提升同一重物時，滑輪組甲和乙的機械效率分別為 80%和 75%，不計繩重和摩擦，滑輪組甲和乙中的動滑輪重力之比為(　　)
A. 4∶3 B. 3∶4 C. 5∶4 D. 4∶5
2.工人用如圖所示的滑輪組，在時間t內，將重為G的貨物勻速提升了h，人對繩子豎直向下的拉力恒為F.以下說法正確的是(　　)
A. 拉力F的功率為Fh/t
B. 額外功為(2F－G)h
C. 滑輪組的機械效率為G/3F
D. 滑輪組的機械效率隨h的增大而增大
3.如圖所示，F1＝4N，F2＝3N，此時物體A相對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動(不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法錯誤的是 (　　)
A．F2的功率為0.6W
B．彈簧測力計讀數為9N
C．物體A和地面之間有摩擦力
D．如果增大F2，物體A可能向左運動
4.如圖所示，用相同的滑輪安裝成甲、乙兩種裝置，分別用FA、FB勻速提升重力為GA、GB的A、B兩物體，不計繩重和摩擦．若GA>GB，則η甲____η乙；若FA＝FB，則GA____GB.(均選填“>”“＝”或“<”)
5.如圖甲是小紅“測量滑輪組的機械效率”的實驗裝置。
（1）實驗時小紅沿豎直方向________拉動彈簧測力計，使鉤碼上升10cm，彈簧測力計的示數如圖甲所示，若每個物塊重2N，則滑輪組的機械效率為________。
（2）小紅做完實驗，通過和其他小組交流，了解到滑輪組的機械效率與動滑輪重有關系，接著她改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出如圖乙的圖像。由圖像可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越________。若不計繩重和摩擦，分析圖像中的A點可知，被提升物體所受的重力為________N。
6.用如圖所示的裝置提升重物，人以 60N 的力向下拉動繞在滑輪組的繩子一端 10 秒，使繩端勻速向下移動了 1.5 m，已知滑輪組的機械效率為 80%，繩重及摩擦不計，請回答下列問題。
（1）重物上升的高度；
（2）人所做功的功率:
（3）被吊起的重物所受的重力；
（4）如果繩子能承受的最大拉力為 90N，那么該滑輪組最大可吊起多重的物體
1.工人用如圖所示的裝置運送砂石．下列說法正確的是(　　)
A. 滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小
B. 圖中動滑輪相當于一個省力杠桿
C. 繩子自由端下拉1 m，桶上升2 m
D. 質量為65 kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石
2.如圖所示，用甲、乙滑輪組在相同時間內分別將A、B物體勻速提升相同高度，已知物體受到的重力GA>GB，滑輪組的機械效率η甲<η乙(忽略繩重和摩擦)．下列判斷正確的是(　　)
A. 兩滑輪組繩端移動的距離相等
B. 甲滑輪組的有用功比乙的少
C. 甲滑輪組的總功率比乙的小
D. 甲滑輪組的動滑輪比乙的重
3.用如圖所示的滑輪組拉動物體A，使物體A以0.2 m/s的速度水平向左勻速運動10 s．已知物體A重500 N，物體A受到的摩擦力為120 N，拉力F的功率為30 W．下列說法正確的是(　　)
A. 繩子自由端移動的距離為2 m
B. 拉力F的大小為40 N
C. 滑輪組的機械效率為80%
D. 滑輪組對物體A所做的功為1 000 J
4.如圖所示，拉力F為5N，物體A以0.1m/s的速度在物體B表面向左做勻速直線運動（B表面足夠長）；物體B靜止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，彈簧測力計示數為12N．下列說法正確的是（ ）
A.物體A受到的摩擦力為10N B.拉力F的功率為1.5W
C.滑輪組的機械效率為80% D.拉力F增大到15N時，物體B開始向左運動
5.如圖所示，用12N的水平力F拉滑輪，使重10N的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運動，物體B重6N，彈簧測力計的示數為2N且不變。若不計滑輪重、彈簧測力計重及繩重和滑輪軸摩擦，則下列說法中正確的是( )
A.B受到的摩擦力方向向右 B.滑輪移動的速度為0.4m/s
C.2秒內水平拉力F做功4.8J D.地面受到的摩擦力為4N
6.小亮同學想把重200N的物體拉到距地面3m高的地方，用了三種不同的方法：
（1）如圖（甲）所示：小亮用豎直向上的力F甲將物體勻速提升3m，求拉力Fw所做的功。
（2）如圖（乙）所示：斜面長5m，高3m，拉力F乙＝150N，小亮沿斜面勻速拉動物體至斜面頂端，求使用該斜面工作時的機械效率。
（3）如圖（丙）所示：在2s內將重物勻速提升3m，已知動滑輪的重為10N．求拉力F丙做功的功率。（不計繩重及摩擦）。
參考答案
例1、D 例2、D 例3、C 例4、400 210
例5、（1）滑輪組做的有用功為：W有=Gh=200N×2m=400J；做的總功為：W總=Fs=Fnh=125N×（2m×2）=500J； 做的額外功：W額=W總-W有=500J-400J=100J。
（2）滑輪組的機械效率為：η=W有/W總=400J/500J=80%；
（3）工人拉繩子的功率：P=W總/t=500J/4s=125W
1.B 2.B 3.D 4.> < 5.（1）勻速；83.3%（2）低；3
6.（1）根據圖片可知，承擔重物的繩子段數n=3；
那么重物上升的高度為：；
（2）人做的功W=Fs=60N×1.5m=90J；
人做功的功率為：；
（3）根據公式得到：；
解得：G=144N。
（4）動滑輪的重力：G動=nF-G=3×60N-144N=36N。
該滑輪組最大可吊起物體的重力：G物=nF-G動=3×90N-36N=234N。
1.B 2.D 3.C 4.C 5.D
6.（1）拉力F甲所做的功為600J。
（2）使用該斜面工作時的機械效率為80%。
（3）拉力F丙的功率為315W。
【備考2023】浙教版科學中考第二輪復習--第13講
滑輪組、機械效率

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