滑轮和机械效率(讲义及答案)

沪科版2020中考九年级物理复习机械效率实验学案实验一 滑轮组的机械效率（含答案）【实验名称】滑轮组的机械效率【实验目的】学会测量滑轮组的机械效率 【实验原理】100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有总【待测数据】物重G 、拉力F 、重物上升的距离h 、弹簧测力计移动的距离s 【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺 【实验步骤】：1、用所给器材组装如图所示滑轮组，观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 分度值 ；2、用弹簧测力计测量一个钩码所受的重力为 N ；将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端；3、将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置；4、用弹簧测力计 匀速 向上拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置；用 刻度尺 测出的物体G 上升的高度h 和弹簧测力计移动的距离s ，将数据填入表格；5、根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离h 和绳子自由端移动的距离s ，然后根据W 有=G h 和W总=F s 计算出有用功和总功，按100%=100%W GhW Fsη=⨯⨯有总计算该滑轮组的机械效率 6、改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤，将数据填入表格；7、钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤，将数据填入表格； 【数据整理与分析】次 数 钩码 重/N钩码上升 高度/c m滑轮组有 用功/J弹簧测力 计示数/N弹簧测力计 移动距离/c m滑轮组 总功/J机械 效率%单滑 轮组 1 4 10 1.6 30 2 6 10 2.6 30 双滑 轮组 1 4 10 1.1 50 26101.450【实验结论】1、滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关2、同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高3、不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【考点方向】1、步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变2、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多（2）提升重物越重，做的有用功相对就多（3）摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多3、同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？5、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律6、通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率【实验讨论与交流】1、相同换轮组的机械效率是否相同？不一定相同，用同一滑轮组提升钩码，所挂钩码质量大时比挂钩码质量小时机械效率大。

3.3简单机械——滑轮、斜面及机械效率一、定滑轮与动滑轮特点1．如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是( )A．F1=F2=F3B．F1>F2>F3C．F1>F2=F3D．F1<F2<F31．【答案】A【解答】定滑轮是一个等臂杠杆，它不省力不费力，且力的大小与拉力的方向无关，故A正确，而B、C、D错误。

故选A。

2．按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（）A．只有①③④B．只有①③C．只有④D．①②③④都可以2．【答案】A【解答】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。

故答案为：A3．滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验：①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重：②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。

测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中：③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。

拉力方向弹簧秤示数(牛) 绳子自由端移动距离(厘米) 钩码上升距离(厘米) 竖直向下 2.0 15 15斜向下 2.0 12 12水平 2.0 8 8请回答：（1）①中测得钩码重为牛：（2）分析数据，可得出的结论是：（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需。

3．【答案】（1）2（2）使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向（3）改变所挂钩码重，重复上述实验【解答】（1）根据图甲可知，测力计的量程为5N，分度值为0.2N，则示数为2N；（2）根据表格可知，当使用定滑轮沿不同方向拉动测力计时，测力计的示数始终等于钩码重力，且绳子移动的距离等于钩码上升的高度，那么得到结论：使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向。

（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需改变所挂钩码重，重复上述实验。

滑轮组的机械效率平山中学吴国明教学目标：（1）.知识与技能：①通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识。

②学会测滑轮组的机械效率③了解与机械效率有关的因素。

（2）.过程与方法：①在实践活动中进一步认识科学研究方法②通过参与测滑轮组机械效率的过程，培养同学们的实验能力。

③通过对实验数据的分析与处理，使同学们进一掌握处理实验数据的方法④培养从实验中归纳简单的科学规律的能力。

（3）.情感、态度与价值观：①在实验操作过程中培养严谨的科学态度。

②通过实验活动来认识交流与合作的重要性。

③通过学习“效率”的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识。

（4）．教学难点分析：通过实验加深对机械效率和滑轮组的认识。

学会测滑轮组的机械效率，了解与机械效率有关的因素。

在实践活动中进一步认识科学研究方法，通过参与测滑轮组机械效率的过程，培养同学们的实验能力。

器材准备：1、多媒体实物投影仪。

2、学生分组实验器材：刻度尺、钩码、弹簧秤、铁架台，一个定滑轮和一个轻质动滑轮组成的滑轮组，一个定滑轮和一个重质动滑轮组成的滑轮组，长约2米的细绳。

教学过程：一、复习提问做功的两个必要因素：作用在物体上的力．（图片展示）物体在力的方向上移动了一段距离．公式单位：二、新课引入：现代社会是讲求效率的节约型社会，时时处处都要讲究提高效率。

我们使用机械也要讲效率。

下列三种做功的方法：你会选择哪一种？学生回答：一些物理名词：有用功：对人们有用的功（讲解）额外功：人们不需要但又不得不做的功总功 ：有用功与额外功的总和根据上面的三种方法你请你计算出他们的有用功、额外功和总功并计算出有用功在总功中占的百分比。

（引导学生思考）有什么新的发现？使用任何机械都不省功不用机械用机械W W所以我们用机械也要讲究效率。

（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？（答：选择轻质塑料水桶，因为提同样多的水，用塑料桶需要做的额外功较少。

探究滑轮组（斜面）机械效率中考题欣赏：(2011年29题)好动脑的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块，来探究斜面的机械效率。

实验前他们分析：“由于斜面不是光滑的，沿斜面向上拉物体，必定要克服摩擦做额外功，斜面的机械效率一定受摩擦力的影响”。

于是他们做了如图丁所示的实验，实验时，用弹簧测力计拉着物体沿斜面做运动。

实验表格如下：根据所给数据算出第 2 次实验中所做额外功为 J ，斜面的机械效率为。

根据表中的数据可以得出：斜面粗糙程度一定时，斜面越倾斜该物体所受的摩擦力越，机械效率越。

变式训练：1.在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图12所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：实验次数斜面倾角θ物块重量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斜面的机械效率①300 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0②300 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 60%③450 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71%（1）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（填“左”或“右”）．（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_______%，第②次实验中总功为______J．（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：在其它条件相同时，_____________________．（4）此实验主要用到的研究方法是__________．（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与______（写出一个）有关．2.如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。

学生：科目：科学第2阶段第1 次课教师：课题机械效率教学目标1.掌握有用功与额外功、总功的判断2.掌握机械效率的计算简单机械的典型计算。

教学内容知识框架4. 各种滑轮特点（1）定滑轮：使用时，轴固定不动，不能省力，但能改变力的方向，相当于等臂杠杆．（如图甲所示）（2）动滑轮：使用时，滑轮轴随重物一起运动，能省一半的力，但不能改变力的方向．相当于动力臂是阻力臂两倍的省力杠杆．（如图乙所示）（3）滑轮组：由定滑轮和动滑轮组合成的简单机械．使用时，滑轮和重物的总重力由几股绳子承担，每股绳子的受力就为总重力的几分之几．即F= G/n且，重物上升h，绳子的自由端拉动距离为S=nh（如图丙所示）5. 滑轮组的承重绳子股数n的确定方法和组装方法1．滑轮组承重绳子股数的确定方法（1）确定哪些是定滑轮，哪些是动滑轮（2）在定滑轮和动滑轮之间画一条线，看与定滑轮相连的有几段绳子，则承重的绳子股数 n就为几．2．滑轮组的简单组装方法（1）承重绳子股数n是偶数时，绳子一端固定在定滑轮的挂钩上，然后依次穿过各个滑轮．（2）承重绳子股数n是奇数时，绳子一端固定在动滑轮的挂钩上，然后依次穿过各个滑轮． 3．计算绳子的最少股数时，如果出现小数，四舍五入都要入不能舍．如需要3．2股，则取4股，不取3股．4．滑轮组绕法 (1) F=1/2G(2) F=1/3G5机械效率使用机械工作时，越省力的机械，它的机械效率一定越高吗？功率越大，机械效率越高吗？机械效率究竟跟哪些因素有关？学完本节内容，你一定能回答这些问题．问：如何正确认识有用功、额外功和总功的含义及它们之间的关系？ 问：机械效率总小于1吗？答：使用不同的机械做功，需要做的额外功各不相同，我们希望额外功在总功中所占的比例越小越好，或者说有用功在总功中所占比例越大越好．但由于额外功总是存在的，故有用功总是小于总功，所以，机械效率1%100<⨯=总有用W W η．问：如何比较机械效率的高低？答：机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素． 当总功一定时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高； 当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高． 问：关于机械效率，应注意哪些问题？ 答：应注意以下几点：（1）机械效率η总小于1，因为W 有总小于W 总．（2）机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机械效率低”．（3）机械效率的高低与是否省力及大小无关．（4）机械效率不是固定不变的．机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同次做功的过程中，提起物重不同，机械效率往往会不同． （5）几种常见机械做功时机械效率的计算:G 表示物体的重力，F 表示作用在绳子自由端的拉力，h 表示物体上升的高度，s 表示对应物移动的距离 装 置 图滑轮组竖直提升重物杠杆提升重物滑轮组水平移动重物斜面提升重物W 有用 Gh G hfs 物GhW 总FsF SFs 绳Fsη Gh GFs nF=G h/ F Sfs f Fs nF=物绳GhFs（3）.滑轮组公式：对于滑轮或滑轮组的拉力（F ）或机械效率（η），一般分为三种状态： 滑轮组竖滑轮状态不记因素机械效率备注机 械 效 率 总功、额外功和有用功机械效率的定义及公式 探究斜面和滑轮组的机械效率芳芳的实验记较小提升速度 绳端拉 力（N ） 钩码重 （N ） 机械效率 较大提升速度 探究结10 4．2 79.4% 4．210物理量控制因素79.4%探究结果79.4%绳端拉 力（N ） 钩码重（N ） 机械 效率 大致相同的 提升速度 兰兰的实验记录10 4．2 156．0物理量 控制因素 直提升重物理想状态 即不计滑轮的重（G 动）、绳重（G 绳）、摩擦力（f ）100% F= G 物/n S = n h 半理想状态 只计G 动，不计G 绳、f η= W 有/W 总 =G 物/(G 物+G 动) F= (G 物+G 动) /nS = n h实际状态计G 动、G 绳、fη= W 有/W 总 =G 物/n F S = n h 滑轮组水平重物\\η= W 有/W 总 =f/ n FS = n h题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用公式%100⨯=总有W W η进行简单的计算典型例题例1 一个工人用如图14-27所示的滑轮组提起2000N 的货物，所用的拉力是800N ，绳子自由端被拉下4m ，下列说法中正确的是 ( )A ．总功是3200J ，机械效率是40％B ．有用功是8000J ，机械效率是40％C ．有用功是3200J ，机械效率是62.5％D ．总功是3200J ，机械效率是62.5％例2 某人用如图14-28所示的滑轮组（不计摩擦力）提升某一重物，所用拉力F 为200N ，若滑轮组的机械效率为80%。

第十一章简单机械和功汇编之滑轮组机械效率1.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.3 83%3 4 0.1 1.4 0.5 57%4 4 0.2 1.4 1.0 57%（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。

（2）第1次实验测得的机械效率为_____。

（结果保留两位有效数字）（3）分析表中数据可知：第2次实验是用_____图做的；第4次实验是用_____图做的。

（选填“a”、“b”或“c”）（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，___________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_____。

（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_____。

（填有关或无关）2.在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：实验次数钩码所受的重力G/N提升高度ℎ/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η1 2 0.05 1.00.1566.7%2 4 0.05 1.70.1578.4%3 6 0.05①0.1583.3%（1）表格中编号①处数据应为______；（2）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与______有关；（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

3. 如表是小华测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。

动滑轮重G 动/N 物重G /N钩码上升高度h /m 动力F /N 动力作用点移动距离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 2 0.1 1.1 0.3 ①______ 30.540.120.366.7%（1）请在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。

不动可动F 2F 1BAG Ol 1l 2F 1 B B GGAAsh2021年中考物理总复习 专题11 简单机械滑轮、滑轮组、机械效率（知识点+例题）一、滑轮：1.滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。

因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。

2.定滑轮：（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

如下左图所示。

（2）实质：是个等臂杠杆。

（如下中图所示）轴心O 点固定不动为支点，其动力臂和阻力臂都等于圆的半径r ，根据杠杆的平衡条件，可知，因为重物匀速上升可知，则，不省力。

（3）特点：不省力，但可改变力的方向。

所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图中F 1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图中得到使重物G 上升的力）。

（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等，S=h 。

（如上右图所示）对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G 。

（不计绳重和摩擦）【例题1】如图所示用的定滑轮的拉力F 是20N ，匀速提起物体A ，不计摩擦，A 的重力为 N 。

定滑轮实质是 杠杆。

若在拉力F 的作用下，物体A 上升了2m ，则拉力F 做的功为 J 。

【答案】20；等臂；40。

【解析】拉力F 是20N ，匀速提起物体A ；F1向上向上OF2GF1l1l2hs=2h因为是定滑轮，所以G=F=20N，定滑轮实质是等臂杠杆。

动滑轮中，拉力移动的距离与物体上升的高度h之间有S=h=2m；所以W=FS=20N×2m=40J。

【变式练习1】如图所示，甲物体重6N，乙物体重10N，弹簧秤重力及摩擦均不计。

则当甲、乙两物体静止时，弹簧秤的读数为 N。

【答案】6【解析】当图中的装置静止时，它们受到的都是平衡力的作用。

甲的重力为6N，它对弹簧秤的拉力就是6N，两侧拉力平衡，因此，乙端对弹簧秤的拉力也是6N，即弹簧测力计的示数为6N。

2021中考物理二轮考点过关：测量滑轮组机械效率实验考点梳理1．滑轮（组）机械效率的测量实验实验目的：测量滑轮组的机械效率实验原理：η＝＝实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺实验步骤：（1）用弹簧测力计测量出钩码的重力G；（2）按装置图把滑轮组和刻度尺安装好，并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置；（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升，读出其示数F，并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s；（4）分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η，将各项数据填入下表（5）增加被提升钩码的个数，重复步骤（2）（3）（4）实验数据：次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m有用功W有/J绳端的拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率n1100.11 4.20.3 1.2679.4% 2150.1 1.5 6.00.3 1.883.3% 3200.127.50.3 2.2588.9%注意事项：（l）匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变；（2）为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数；（3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值．实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大强化练习1．测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录如表：实验次数钩码的重力G/N钩码上升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η1 2.00.100.90.3074.1%2 2.00.150.90.4574.1%3 2.00.200.90.6074.1%4 4.00.20 1.60.60（1）实验时应竖直向上拉弹簧测力计使物体缓慢上升。

（2）第4次实验测得滑轮组的机械效率约为（结果保留到0.1%）。

（3）分析表中实验数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率；提升不同物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越。

滑轮的机械效率一、单选题1.如图所示的每个滑轮质量相同，用它们提起同一重物，机械效率最高的是（）A. B. C. D.2.用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N。

则（）A.手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙B.手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙C.手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙D.手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙3.如图甲所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计绳重．工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的速度为0.1m/s，工人拉力所做功与时间关系如图乙所示．因此可知（）A. 该滑轮组的效率为95% B. 0﹣10s 内建筑工人所做额外功为75JC. 0﹣8 s内建筑工人对水泥桶做的功为228JD. 建筑工人对水泥桶做功的功率为36W4.如图所示利用动滑轮提升货物，动滑轮重为20牛顿，绳与动滑轮间的摩擦及绳子重不计。

第一次把重为100牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的.机械效率为η1；第二次把重为200牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为η2。

则（）A.η1＜η2B.η1＞η2C.η1＝η2D.η1和η2的关系无法确定5.如图所示，用滑轮组将重为600N的重物匀速提升，如果拉力为350N，则下列结论中正确的是（）A.如果将物体提升2m，拉力做功1200JB.物体升高1m，机械所做的有用功为350JC.物体以0.5m/s速度匀速上升，拉力的功率为350WD.此滑轮组的机械效率为80%6.下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（）A. 弹簧测力计的拉力是2.4N B. 物体上升的速度为0.05msC. 弹簧测力计拉力的功率为0.12WD. 滑轮组的机械效率约83.3％7.如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（）A. 额外功较小B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大8.用如图所示的滑轮组提升300N重物，在绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，不计绳重和轮、轴间摩擦.则（）A. 绳子自由端移动的距离为4m B. 动滑轮重50NC. 拉力做功的功率为150W D. 此过程滑轮组的机械效率为80%9.如图所示，小红用10N的拉力将重为20N的物体在5s内匀速提升了0.2m，则以下说法正确的是（）A. 绳子自由端移动的距离为0.4m B. 有用功为4JC. 滑轮组的机械效为83.3% D. 拉力的功率为12W10.下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是（）A.有用功越多，机械效率越高B.同一起重机提起的货物越重，机械效率越高C.额外功越少，机械效率越高D.同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高11.图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。

用22个创新专题精练让2023人教版物理8年级下册期末考试百分百（全国通用）专题20 滑轮组机械效率的计算类问题1．（2020湖南衡阳）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。

抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上。

为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。

用1200N的力用了5min将重物匀速推到车上。

关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）A．他对重物做了4800J的功B．他做功的功率为16WC．此次简易斜面装置的机械效率为50%D．斜面是一种省力杠杆【答案】D＝Fs＝1200N×5m＝6000J，故A错误；【解析】A.做的总功：W总B.做功的功率为：P＝＝＝20W，故B错误；C.重物的重力：G＝mg＝240kg×10N/kg＝2400N，李军对重物做的有用功：W＝Gh＝2400N×2m＝4800J，有用简易斜面装置的机械效率：η＝＝×100%＝80%，故C错误；D.据课本知识可知，斜面本质上是一种省力杠杆，故D正确。

2.（2020湖北咸宁）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示｡不计摩擦，下列分析正确的是（ ）A. 动滑轮的重力为5NB. 该滑轮组的机械效率可以达到100%C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J【答案】D【解析】A ．由图象可知，当物重为10N 时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率η===W W Gh G W W W Gh G h G G =+++有有总有额动动动滑轮重力为G 动=1150%10N=10N 50%G h h --´=´故A 错误；B ．使用滑轮组时，不计摩擦，由ηG G G =+动可知机械效率不可能达到100%，故B 错误；C ．由图可知，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C 错误；D ．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为W 额=G 动h =10N×0.5m=5J故D 正确。

中考物理知识点突破——滑轮、机械效率相关计算题及解析，共17小题1．如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好以0.1m/s 的速度匀速下降。

不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。

求：（1）水平面对物体A的摩擦力是多大？（2）要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大？2．举世嘱目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。

图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高h＝1m的实心长方体A从海底以0.1m/s的速度匀速吊出海面；图乙是物体A所受拉力F1随时间t变化的图象。

（ρ海＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，不计摩擦、水的阻力及绳重）。

求：（1）物体A的密度。

（2）当物体A在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。

（3）物体A露出水面前，柴油机对绳的拉力F做的功W随时间t的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。

3．如图是用动滑轮提升货物A的示意图。

用300N竖直向上的拉力F使重500N的货物A在10s的时间内匀速竖直上升了2m。

求：（1）提升货物所做的有用功W有；（2）拉力通过的距离及拉力的功率P；（3）动滑轮的机械效率η。

4．如图1所示，装有0.01m3水的圆桶置于水平地面上，桶与地面间的接触面积为0.2m2。

桶的质量忽略不计，g取10N/kg。

（1）求桶中水的质量。

（2）求这桶水对地面的压强。

（3）某同学用图2所示的滑轮组将这桶水匀速提升2m的过程中，所用拉力为40N．求该滑轮组的机械效率。

5．小段用如图所示装置，使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起，滑环C 可在光滑的滑杆上自由滑动。

已知合金密度ρ＝1.1×04kg/m3：所用拉力F为500N，且始终竖直向下：O为支点，且AO＝4OB：动滑轮的机械效率为75%．若杠杆质量、杠杆与攴点间摩擦不计，整个过程中合金块始终未露出水面。

机械效率（讲义及解析）一、知识点睛机械效率：（1）公式：（2）求解有用功或总功时，能够直截了当用对应的力乘以距离；也能够用关系 W 总=W 有+W 额。

（3）阻碍机械效率的因素有物重、机械自重、摩擦等。

杠杆的机械效率：F有用功：杠杆作用在物体上的拉力所做的功，即；总功：施加的动力所做的功，即。

额外功：克服杠杆自重所做的功。

机械效率：。

滑轮（组）的机械效率：有用功：作用在物体上的拉力所做的功，即；总功：绳子自由端拉力所做的功，即。

额外功：克服滑轮自重所做的功。

机械效率：。

斜面的机械效率有用功：克服物体重力所做的功，即。

总功：沿斜面施加的拉力所做的功，即。

额外功：克服摩擦所做的功。

机械效率：。

二、精讲精练现有重 800N 的木箱 A，小李同学想把它搬到高为 6m、长为10m 的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用 600N 的拉力使木箱 A 以 0.2m/s 的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。

求：（1）小李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？一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是 1000m、坡高 h 是60m 的盘山路，小汽车的质量 m 是 1000kg，小汽车的牵引力 F是 720N。

（1）如图所示，上山的路修成盘山弯曲的，目的是。

（2）假如小汽车内坡所用时刻为 60s，求汽车牵引力做功的功率是多大？（3）这段盘山路的机械效率是多少？（取 g=10N/kg ）在某个仓库，小华看到工人利用斜面把物资推到车内，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。

B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。

小华同学为了证实自己的猜想是否正确，因此他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录实验数据如下表：（1）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（填“左”或“右”）。

类型一：物体在竖直方向移动1.如图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图，在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800 N的建筑材料A在50 s 的时间里，匀速竖直上升了10 m．在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200 W．绳重可忽略不计．求：(1)有用功W有；(2)动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率η.解：(1)有用功W有＝G物h＝800 N×10 m＝8×103 J(2)W总＝Pt＝200 W×50 s＝1×104 Jη＝W有W总×100%＝8×103 J1×104 J×100%＝80%2.如图所示，工人用240 N的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸，用10分钟将绳子拉下60 m ，已知小船重1.8×104 N，小船行进中受到的阻力是它所受重力的0.01倍．求：(1)小船受到的浮力；(2)工人拉绳时做功的功率；(3)此装置的机械效率．解：(1)因船漂浮，则船受到的浮力F浮＝G＝1.8×104 N(2)由题知人的拉力F＝240 N，绳子运动距离s＝60 m，运动时间t＝10 min，则工人拉绳子做功的功率：P＝Wt＝Fst＝240 N×60 m10×60 s＝24 W(3)根据题意知W有用＝F阻s′，W总＝Fs故装置的机械效率：η＝W有用W总×100%＝F阻s′Fs×100%＝0.01 G 240 N ×100%＝0.01×1.8×104 N240 N×100%＝75%3.一名体重为560 N、双脚与地面接触面积为0.04 m2的学生站在水平地面上，用如图所示的滑轮组，在20 s 内将600 N的重物匀速提升1 m(绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计)．(1)请画出滑轮组的绕线．当这名学生未提重物时，他站在地面上对地面的压强多大？(2)若匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率多大？(3)若用该滑轮组将800 N的重物匀速提起1 m，机械效率又是多大？解：(1)根据题意可得滑轮组的绕线方式如答图所示学生未提重物对地面的压力为：F＝G＝560 N未提重物站立时对地面的压强：p＝FS＝560 N0.04 m3＝1.4×104 Pa(2)因为η＝G物hFs×100%，则拉力为：F拉＝G物nη＝600 N2×75%＝400 N拉力功率为：P＝Wt＝F拉st＝400 N×2×1 m20 s＝40 W(3)由F＝1n(G动＋G物)，故动滑轮的重量：G动＝nF拉－G物＝2×400 N－600 N＝200 Nη＝W有用W总×100%＝GhFs×100%＝G物h12（G动＋G物）×2h×100%＝G物G动＋G物×100%＝800 N800 N＋200 N×100%＝80%4.利用如图所示的滑轮组把重180N的物体匀速提高10m，已知滑轮组机械效率是80%（不计绳重和摩擦），求：（1）提升重物时做的有用功为多少？（2）作用在绳子自由端的拉力为多大？（3）用此滑轮组匀速吊起重为455N的物体时，滑轮组的机械效率是多大？解：（1）滑轮组所做的有用功：W有=Gh=180N×10m=1800J；（2）由图知，n=3，由η=η＝W有W总=GhFs=GnF，F=Gnη=180 N3×80%=75N；（3）不计绳重和摩擦，F拉=G＋G动n，则G动=nF拉-G=3×75N-180N=45N，提升G′=455N的重物时，F拉′=G'＋G动3=455N＋45N3=5003N，η′=W有'W总'=G'hF's=G'nF'=455N3 ×5003N=91%．5. 用如图所示滑轮组提升重物．人用200N 的拉力F 在30s内使重为360N 的物体匀速上升了6m ．不计绳重和摩擦，求：（1）人拉绳子做功的功率； （2）此滑轮组的机械效率；（3）若用此滑轮组将600N 的重物匀速向上提升了10m 则所用的拉力和拉力做的功各是多少？解：（1）由图知n=2，s=2h=2×6m=12m ，人做的总功：W 总=Fs=200N ×12m=2400J ； 人做功的功率： P = W 总t = 2400 J30 s = 80W ；（2）人做的有用功：W 有=Gh=360N ×6m=2160J ； 滑轮组的机械效率：η= W 有用W 总×100%=2160 J2400 J×100%=90%；（3）不计摩擦和绳重 F = 12 （G 物+G 动）所用动滑轮的重：G 动=2F ﹣G=2×200N ﹣360N=40N ； 若用此滑轮组将600N 的重物，则拉力F 1= 12（G 物1+G 动）= 12（600N+40N ）=320N ；拉力做的功W 1=F 1s 1=320N ×2×10m=6400J6. 建筑工地上，某施工人员利用如图6所示的滑轮组匀速提升重物．若不计摩擦和绳重．求： （1）利用这个滑轮组匀速提升重为1200N 的物体时，所用的拉力是500N ，此时滑轮组的机械效率是80%，拉力做功的功率是750W ，求重物在1min 内匀速上升的高度？ （2）当用这个滑轮组匀速提升重为1800N 的物体时，拉力是多少？ 解：（1）由题意知，拉力在1min 做的功为：W 总=Pt=750W ×60s=45000J根据W 总=Fs 得s=W 总F =45 000 J500 N=90m由图知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以s=3h则h=13s=13×90m=30m（2）因为滑轮组由3段绳子承担物重，所以F=13（G物+G 动）不计绳重和摩擦，F 拉=G ＋G 动n，则G 动=nF 拉-G=3×500N ﹣1200N=300N则F ′=13（G 物′+G 动）=13×（1800N+300N ）=700N7. 如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。

专题32 滑轮及滑轮组机械效率的计算滑轮及滑轮组的机械效率是初中物理力学中重要的知识点，是中考中必考的知识点之一。

在中考试卷中，侧重滑轮组机械效率的计算，有时结合浮力、功率一起考查，综合性强。

中考中，主要以计算形式考查。

近年来，分值在4分—6分左右。

一、 滑轮及滑轮组的特点：定滑轮动滑轮滑轮组定义 中间的轴固定不动的滑轮 和重物一起移动的滑轮 定滑轮、动滑轮组合成滑轮组示图意实质等臂杠杆动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆特点不能省力，但是能改变动力的方向能省一半的力，但不能改变动力的方向在不考虑绳重和摩擦的情况下，1(F G G n =+物动）（n 是与动滑轮相连绳子股数）距离关系 s=hs=2hs=nh速度关系v 绳=v 物 v 绳=2v 物 v 绳=nv 物1、滑轮组绳子股数n 的判定：有N 个动滑轮, 如果绳子的一端系在动滑轮上，绳子的股数n=2N+1股；如果绳子的一端系在定滑轮上，绳子的股数n=2N 股。

例题1 （2021山东淄博）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。

书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。

现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。

不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）考点透视迷津点拨与点对点讲练A ．使用这个滑轮能省力B ．甲拉力大小等于乙拉力大小C ．甲拉力做的功大于乙拉力做的功D ．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度 【答案】B 。

【解析】图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，A 错误；不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，B 正确；使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲、乙拉力相等，甲、乙拉力移动的距离相等，由W=Fs 可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，C 错误；使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由sv t=可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，D 错误。

学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容滑轮和斜面的机械效率实验探究专题1、探究“滑轮、斜面的机械效率”实验教学目标2、机械效率的分析3、额外功的来源及重点分析1、实验过程中的细节步骤关注教学重、难点2、实验数据的处理3、有用功、额外功、总功之间的关联复习导入：观察下图的图片，体会利用机械做功时额外功的来源．想一想减少额外的方法．【探究影响滑轮组机械效率的因素】〖原理〗〖方案〗需要测量的物理量有：、、、。

〖器材〗铁架台、滑轮组、钩码、〖注意〗实验时应、、拉动弹簧测力计。

〖讨论〗测量时，若突然用力拉动，则测得的机械效率将；若在弹簧测力计静止时读数，则测得的机械效率将；若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将。

〖分析〗（ 1）同一动滑轮，提升重物至同样高度，物重增加，做的有用功，额外功，总功，机械效率；（ 2）提升同一重物至同样高度，动滑轮越重，或使用的动滑轮越多，做的有用功，额外功，总功，机械效率。

〖总结〗1．提高滑轮组机械效率的方法：（ 1）提升物体的重力；（ 2）动滑轮自身的重力；（ 3）绳重及绳与滑轮之间的摩擦。

2．滑轮组的机械效率与提升的速度，与提升的高度，与滑轮组绕绳方式。

〖质疑〗如果没有刻度尺，如何测出滑轮组的机械效率？拓展：滑轮组的机械效率（不计摩擦）W有用W有用G物h G物1W 总W 有用W额外G 物 h G轮hG物G轮1G轮G物因此滑轮组的机械效率与物重与轮重有关：（1）滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，可以理解为滑轮越重，做的额外功越多；（2）物体越重，滑轮组的机械效率越高，可以理解为做的有用功多，机械效率越高例 1：小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N ，测得的数据如下表：a b c物理量h/m 测力计示数 F/N 测力计移动距离 s/m 实验次数钩码总重 G/N 钩码上升的高度机械效率1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.3 83%3 4 0.1 1.4 0.5 57%4 4 0.2 1.4 1.0 57%（1）在实验中，测绳端拉力 F 时，应尽量竖直向上＿＿＿＿拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。