简单机械——滑轮、斜面及机械效率(解析版)

有关斜面和滑轮的机械效率公式
机械效率是指机械系统在能量转换过程中的实际效率，通常用η表示。

对于斜面和滑轮的机械效率公式，我们可以分别来讨论。

首先是斜面。

当物体沿着斜面上升或下降时，机械效率可以通过以下公式计算：
η = (输出力× 输出距离) / (输入力× 输入距离)。

其中，输出力和输出距离是指斜面对物体施加的力和物体上升或下降的距离，输入力和输入距离则是施加在斜面上的力和斜面的长度。

接下来是滑轮。

滑轮是一种简单机械，用来改变施加在物体上的力的方向。

滑轮的机械效率可以通过以下公式计算：
η = (输出力× 输出距离) / (输入力× 输入距离)。

在这里，输出力和输出距离是指滑轮提供的力和物体移动的距离，输入力和输入距离则是我们施加在滑轮上的力和滑轮移动的距
离。

需要注意的是，这两个公式都是理想情况下的计算公式，实际
情况中会存在一些能量损失，例如摩擦力等。

因此，在实际应用中，需要考虑这些能量损失，进而计算出更加准确的机械效率。

总的来说，斜面和滑轮的机械效率公式都是通过输出力和输入
力以及输出距离和输入距离的比值来计算的，这些公式可以帮助我
们理解机械系统的效率以及在工程设计和物理实验中的应用。

12.2 滑轮（解析版）考点1 滑轮及其工作特点（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；（2）滑轮分类：定滑轮和动滑轮；定滑轮工作特点：（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。

（2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的，可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。

在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便；（3）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L 1、阻力臂L 2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。

动滑轮工作特点：（1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省12力，多费1倍距离；典例分析＋变式训练考点直击（2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。

使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离；（3）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。

【典例1】（•阿荣旗二模）用定滑轮拉物体，不计摩擦，当沿不同方向将物体拉起时，拉力分别为F1、F2、F3，如图所示，则这三个力之间的大小关系正确的是（ ）A．F1＜F2＜F3B．F1＞F2＞F3C．F1＝F2＝F3D．无法判断【答案】C。

【分析】要解答本题需掌握：定滑轮实质上是一等臂杠杆，只改变力的方向，而不省力。

【解答】解：因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故在不计摩擦的情况下，定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。

故A、B、D错误。

故选：C。

【典例2】（春•兴庆区期末）如图所示，通过动滑轮匀速提起重物G时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则这三个力大小关系是（ ）A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．一样大【答案】C。

2020中考复习物理重点知识强化训练——专题四十二：简单机械考点一：滑轮1.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是和，拉力做功的功率分别是和若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则与、与之间的大小关系是A. 、B. 、C. 、D. 、2.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、，已知每个滑轮重30N，不计绳重及滑轮轴间的摩擦，则拉力、的大小分别为A. ，B. ，C. ，D. ，3.如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以的速度在水平地面上向左做匀速直线运动，已知拉力，滑轮组的机械效率为，则下列说法正确的是A. 拉力F的功率是1WB. 2s内绳子自由端移动的距离是C. 5s内拉力F所做功的大小是20JD. 物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N4.利用如图所示的滑轮组拉动置于水平地面上的物体A，使重为200N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若物体A受到地面的摩擦力f为60N，所用的拉力F为25N，则拉力F的功率为______W；在这个过程中，该装置的机械效率是______用百分数表示。

5.用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为______W，该装置的机械效率是______若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为______N。

6.用如图所示的滑轮组将重500N的物体在20s内匀速提升2m，所用的拉力为不计绳重及摩擦，则动滑轮重为______N，拉力的功率为______W，若提升900N的物体时机械效率为______。

7.如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如表所示请你分析：比较甲乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮______ ；比较甲丙两图及实验数据，可得到的初步结论是：______ ；把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以______ ；但必须费______ ；如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是______A.从三次实验中选取最准确的数据三次测量取平均值，减小误差C.从特殊现象中得到普遍规律利用控制变量法．8.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：实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计，使钩码升高．表格中编号处数据应为______，编号处数据应为______．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．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”．9.用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，动滑轮的重为50N，5s内可使物体匀速上升2m，不计绳重和摩擦。

2023三种四类简单机械的机械效率CATALOGUE目录•介绍•简单机械的机械效率•四种简单机械的机械效率比较•三种四类简单机械的优缺点分析•提高简单机械机械效率的实践意义•研究简单机械机械效率的现实意义•结论与展望01介绍简单机械的效率和性能是比较和评估各种机械的重要指标之一。

了解简单机械的机械效率可以帮助我们更好地选择和应用机械。

目的和背景简单机械是指由较简单构件组成的机械，包括杠杆、滑轮、斜面、螺旋和轮轴等。

杠杆是指一个固定支撑点上可以绕其旋转的刚性棒，其中支点为杠杆的固定支撑点，力臂为支点到力的作用点的距离，力矩为力与力臂的乘积。

滑轮是指一个带轮轴的圆盘，它可以绕其轴线旋转，并可以带动其他物体旋转。

斜面是指一个平面与水平面成一定角度的平面，它可以用于改变力的方向和大小。

螺旋是指一个带螺旋槽的圆柱体，它可以用于传递运动和旋转运动。

轮轴是指一个带轮盘的杆件，它可以用于传递运动和旋转运动。

简单机械的定义与分类02简单机械的机械效率机械效率是指机械在工作中所消耗的能量与所做有用功的比值，通常用希腊字母η表示。

机械效率的表达式为：η = W有用 / W总 = W有用 / (W 有用 + W额外)机械效率的定义1影响机械效率的因素23摩擦力是影响机械效率的主要因素之一，减小摩擦力可以提高机械效率。

摩擦力机械自重越大，需要克服自身重力的额外功就越多，机械效率就越低。

机械自重构件间的摩擦和空隙会导致能量损失，减小构件间的摩擦和空隙可以提高机械效率。

构件间的摩擦和空隙提高机械效率的方法优化设计可以减小摩擦力和机械自重，从而提高机械效率。

优化设计定期保养使用高效能材料改进操作方法定期保养可以减小构件间的摩擦和空隙，从而减小能量损失，提高机械效率。

使用高效能材料可以减小机械自重，从而减小额外功的消耗，提高机械效率。

改进操作方法可以减小摩擦力和构件间的摩擦和空隙，从而提高机械效率。

03四种简单机械的机械效率比较03等臂杠杆在等臂杠杆中，动力臂等于阻力臂，使用时既不省力也不费力，也不改变移动距离，因此总功也不变。

专题32 滑轮及滑轮组机械效率的计算斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识，也是中考中常考实验之一。

通过斜面及斜面的机械效率考查，能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况，加深对机械效率的理解。

在中考试卷中，结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查，侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素，主要以实验、计算形式考查，分值在2分—6分左右。

一、斜面定义、特点及实际应用：1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。

2、斜面特点：斜面是一种省力的简单机械。

用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h，倾角为α，推力F所做的功W F=FL，不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功W G=Gh，根据机械功的原理（使用任何机械都不省功），得FL=Gh,所以sinGhF GLα==，由于L>h，所以可以省力。

3、应用：螺旋（木螺丝、螺母、螺杆、饮料瓶瓶盖）、盘山公路等。

例题1 （2022全国九年级）如图所示，将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面的拉力分别为F B、F C，各个过程拉力做功为W B、W C，则它们的大小关系正确的是（）A．W B＞W C，F B＜F C B．W B＝W C，F B＜F C考点透视迷津点拨与点对点讲练C ．W B ＞W C ，F B ＝F CD ．W B ＝W C ，F B ＝F C【答案】B 。

【解析】斜面光滑说明摩擦力为0，拉力除了克服物体重力做功之外没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功，两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即W B ＝W C ，斜面BA 的倾斜角度小于斜面CA 的倾斜角度，所以s AB ＞s AC ，由W=Fs 可知所以物体沿BA 运动时拉力较小，即F B ＜F C ，故选B 。

【点拨】斜面是一个可以看成一个省力的简单机械，省力的大小与斜面的粗糙程度有关，还有斜面的倾斜角度有关。

专题14 滑轮、斜面及机械效率考点1 滑轮与滑轮组省一半的力，但不如图，用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。

理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝Ghs。

当h一定时，斜面越长越省力，例如盘山公路。

饮料瓶瓶盖、螺丝钉、螺旋千斤顶等。

如图所示，R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据杠杆平衡条件，有F1R＝F2r(动力×轮半径＝阻力×轴半径)。

可知：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；当动力作用在轴上，则轮轴为费力杠杆。

机械效率的计算1．实验器材：一盒钩码、(材料不同的)两组滑轮、铁架台、弹簧测力计、刻度尺。

2．实验方法：控制变量法。

3．实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构以及摩擦有关。

(1)在滑轮组的自身结构相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大。

(2)在提升的物体重力相同时，滑轮组自身的结构越简单，滑轮组的机械效率越大。

4．问题探究：(1)实验中，应怎样拉动弹簧测力计？为什么要这样做？竖直匀速拉动，使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力的大小。

(2)如何探究滑轮组的机械效率与物重的关系？保持滑轮组的自身结构、摩擦因素等均不变，改变提升的钩码的重力，观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。

(3)如何探究滑轮组的机械效率与滑轮组的自身结构的关系？保持提升的钩码的重力不变，改变滑轮组的自身结构(改变动滑轮的材料或动滑轮的个数)，观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。

(4)实验结束后，如何计算总功、有用功、额外功？①W总＝Fs(F是绳端的拉力，s是绳端通过的距离)；②W有＝Gh(G是提升钩码的重力，h是钩码被提升的高度)；③W额＝W总－W有。

基础检测(限时30min) 一、单选题1．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体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．F2>F1=F3D．F1=F2=F3【解析】因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力，故D符合题意。

【中考物理】2023届第一轮复习分类专题——简单机械（提升篇）一、单选题(共7小题)1.如图所示的滑轮组中，提升重物的重力为，不计摩擦和滑轮重及G 绳重，则拉力为( )FA. B. C. D.G 8G 6G 5G 42.如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置(不考虑轮重和摩擦），使用时：瘦子固定不动，胖子用力拉绳使匀速上升；(1)F A G 胖子固定不动，瘦子用力拉绳使匀速上升；(2)F B G 下列说法中正确的是( )A. B.F A <GF A >F B C. D.以上说法都不对F B =2G 3.用如图所示的滑轮组从水中打捞一块重为，体积为的1250N 25dm 3重物。

当重物和动滑轮都还在水中时，绳子自由端的拉力为，500N取，以下说法正确的是 ( )g 10N /kgA.重物露出水面前后，滑轮组的机械效率不变B.重物露出水面前，动滑轮重力为500NC.重物露出水面前，滑轮组的机械效率为83.3%D.重物露出水面前，滑轮组的机械效率为66.7%4.下列说法正确的是( )A.机械效率高的机械，做功一定快B.机械效率高的机械，做的有用功一定多C.功率大的机械，做功一定快D.功率大的机械，做功一定多5.如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力，将杠杆缓慢F 地由位置经过拉至位置，在这个过程中动力( )A B C FA.变大B.变小C.先变小后变大D.先变大后变小6.如图所示，密度、粗细均匀的木棒，一端悬挂重为的小物块(体G 积忽略不计)，棒的体积浮出水面，则棒所受重力的大小为( )1nA. B. C. D.nG (n +1)G (n−1)G (n +1)G n−17.小红在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，提出下列假设：①机械效率可能跟动滑轮重有关②机械效率可能跟被拉物体重有关③机械效率可能跟被拉物体上升的高度有关④机械效率可能跟承重绳子的段数有关然后小婷设计了如图所示的实验验证，进行对比来验证小红提出的假设，则该实验验证的假设是( )A.①B.②C.③D.④二、填空题(共7小题)8.如图，甲、乙杠杆的质量和长度均相同．分别使用甲乙杠杆将物体提升相同的高度，则在工作过程中甲、乙杠杆的机械效率相比A （选填“”、“”或“”）．η甲η乙>=<9.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台．如图所示，已知窗台高，木板长，3m 5m 瓷砖重，沿斜面所用拉力，则此过程中所做的有用功为 ，500N 400N JN斜面的机械效率是，瓷砖与木板间的摩擦力为．O 10.如图所示，是某护城河上的一座吊桥。

2020中考复习物理知识点专项练习——专题十二：简单机械考点一：滑轮1.如图所示，小新分别用定滑轮、动滑轮来匀速提升重物．已知小新的体重为500N，手臂能发挥的最大的拉力为600N，滑轮重和摩擦均忽略不计．若以图甲的方式提升一个重物，最多可提升重物的质量为 kg；若以图乙的方式提升一个重物，最多可提升重物的重力为 N．（g取10N/kg）2.如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，其中动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉起6m，则泥桶上升________m，手拉绳子的力为________N；机械效率是________(结果保留一位小数)．3.起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是2.4×104J，起重机提升重物所做的有用功是________J，起重机的机械效率是________．(g＝10N/kg)4.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力_______乙所用的拉力；甲滑轮组的效率________乙滑轮组的效率.（均选填“大于”、“等于”或“小于”）．5.如图所示是使用不同机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力F最大的是( )6.利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是A. F甲＜F乙η甲=η乙B. F甲＞F乙η甲＞η乙C. Ｗ甲＞W乙P甲＞P乙D. Ｗ甲=W乙P甲=P乙7.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f＝600N，小强所用水平拉力F＝250N，在这个过程中( )A. 小强做的有用功为3600JB. 小强所用拉力F的功率为1500WC. 该装置的机械效率为80%D. 重力做了12000J的功8.如图所示，物体A质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg．求：（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？（3）物体A的密度是多少？9. 在测“滑轮组机械效率”的实验中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时．瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)(不计摩擦与绳重)求：(I)动滑轮的重力G．(2)滑轮组的机械效率(3)如果减少钩码的个数，滑轮组的机械效率会如何变化?10.如图是小涛同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示：请你分析：（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是________；（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是________；（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮________；（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择________考点二：杠杆1.如图所示，O点为杠杆的支点，则图中线段________是力F的力臂．2.轻质木杆AB可以绕O点转动，OA：OB＝3：1，A端细线下挂300N的重物静止在水平地面上，若使木杆保持水平位置，且重物对水平地面的压力为零，在B点要用 N的力竖直向下拉．此木杆为___________（填“省力”或“费力”或“等臂”）杠杆．3.如图所示，燕尾夹的臂AB＝BC，用力摁住C 点打开夹子时，可将点_____ 看作支点，燕尾夹可近似看作_____ （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．4.如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起，使用定滑轮可以_______(选填“省力”“省距离”或“改变动力方向”)；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥的重力是阻力．在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)．5.两个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详．如图所示，大和尚和小和尚两人合挑一大桶水，则小和尚为减轻自己的负担，可以让自己往________移动一点距离或将水桶往________移动一点距离．(两空均选填)“前”或“后”( )是7.如图中属于费力杠杆的是( ) 8.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图．下列有关说法正确的是A. 刀刃很薄可以增大压力B. 铡刀实质上是一种费力杠杆C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断D. 手沿1F方向用力比沿2F方向更省力9. 如图所示，杠杆的水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（）A. 两侧钩码同时向外移一格B. 两侧钩码同时向内移一格C. 左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码D. 在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码10.如图所示，杠杆质量不计，每小格长度相等，O为支点，物体A是底面积为0.01m2的长方体．当杠杆右侧挂一个重8N的物体B时，杠杆平衡，此时物体A对水平桌面的压强为300Pa．下列说法正确的是( )A. 物体A受到的重力为7NB. A受到支持力为3NC. 物体B向右移动2小格，杠杆将继续保持平衡D. 物体B向右移动1小格，物体A受到的拉力增大2N11.用如图所示的实验装置测杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计的示数F为________N；钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，弹簧测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%（结果保留一位小数）．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：__________________．（2）钩码从A点改挂在B点后，拉力作用点及拉力方向都不变，此时把相同的钩码匀速提升相同的高度，则所测机械效率将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．12.学习了杠杆知识后，芳芳利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件，她所选择的器材有铅笔、橡皮若干(每块橡皮质量为10g)、细线、刻度尺等．(1)她将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，此时铅笔处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态，若想调节铅笔水平平衡，她应将细线向________(选填“左”或“右”)移动．调节铅笔水平平衡可以消除铅笔重力对实验的影响，在实验测量时还有一个优点，请你写出：______________．(2)调节铅笔水平平衡后，她用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示．做了几次实验后将数据记录在表中．实验中测得的数据如上表所示，表格中漏填的数据为________N，记录数据后，同桌的小李按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离．”这个结论与杠杆平衡条件________(选填“相符”或“不相符”)．为了进一步完善实验，得出普遍规律，芳芳接下来的做法应该是______(填字母，下同)．A．改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点(3)如图乙所示，铅笔水平平衡后，芳芳不小心将前端细长的铅笔芯弄断了(如图丙所示)，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到左端细线下方固定(如图丁所示)，则铅笔________．A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡考点三：斜面1.在山区常见到如图所示的盘山公路．修建盘山公路是利用我们学过的一种简单机械________的原理，这样做的主要目的是使汽车在上坡时能够________．2.如图，快速发展的南昌为缓解城市交通压力，正在兴建地铁、地铁站台的设计方案，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡．从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？3.工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：(1)推力做的功；(2)斜面的机械效率．4.“测算简单机械的效率”实验．(1)下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据：①将表格中数据补充填写完整_________；②分析实验数据可知：同一斜面，倾斜程度越高，拉同一个物体所用的拉力越大，机械效率越________．(2)请你尝试做“测算滑轮组的机械效率”实验：①在图中用笔画线按最省力的方法组装好滑轮组_______；②设计一个记录此实验数据的表格_______．2020中考复习物理知识点专项练习——专题十二：简单机械参考答案考点一：滑轮1.如图所示，小新分别用定滑轮、动滑轮来匀速提升重物．已知小新的体重为500N，手臂能发挥的最大的拉力为600N，滑轮重和摩擦均忽略不计．若以图甲的方式提升一个重物，最多可提升重物的质量为 kg；若以图乙的方式提升一个重物，最多可提升重物的重力为 N．（g取10N/kg）【答案】50；1200【解析】滑轮重和摩擦均忽略不计，使用定滑轮不省力F=G，使用动滑轮省一半的力F=G；（1）知道人的体重，即人能施加的最大拉力，利用定滑轮拉力和物重的关系求以图甲方式最多可提升的物重；（2）知道手臂所能发挥的最大拉力为600N，利用动滑轮拉力和物重的关系求以图乙方式最多可提升的物重．解：（1）因为人的体重为500N，所以人能施加的最大拉力F=500N．因为滑轮重和摩擦均忽略不计，所以使用定滑轮F=G甲，所以图甲方式最多可提升重：G甲=500N；则m甲===50kg（2）因为手臂所能发挥最大拉力：F′=600N，又因为滑轮重和摩擦均忽略不计，使用动滑轮F′=G乙，所以以图乙方式最多可提升重：G乙=2F′=2×600N=1200N．故答案为50；1200．2.如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，其中动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，若工人将绳子匀速向上拉起6m，则泥桶上升________m，手拉绳子的力为________N；机械效率是________(结果保留一位小数)．【答案】 (1). 2 (2). 80 (3). 91.7%【解析】由图知道，滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h，即泥桶上升的高度是：h=s/3=6m/3=2m；手拉绳子的力是：F=（G物+G动）/3=（220N+20N）/3=80N；机械效率是：η=W有用/W总×100%=Gh/Fs×100%=220N×2m/80N ×6m×100%=91.7%3.起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是2.4×104J，起重机提升重物所做的有用功是________J，起重机的机械效率是________．(g＝10N/kg)【答案】 (1). 15000 (2). 62.5%【解析】起重机提升重物所做的有用功是：W有=Gh=mgh=0.5×103 kg×10N/kg×3m=15000J，起重机的机械效率是：η=W有/W电×100%=1.5×104J/2.4×104J×100%=62.5%．4.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力_______乙所用的拉力；甲滑轮组的效率________乙滑轮组的效率.（均选填“大于”、“等于”或“小于”）．【答案】 (1). 大于 (2). 等于【解析】由图知：甲由两段绳子承担物重,所以F甲＝12(G物+G动);乙由3段绳子承担物重,所以F乙＝13(G物+G动).所以甲所用的拉力大于乙所用的拉力．而甲乙两滑轮组动滑轮和物体的重力相同,所以额外功与有用功大小相等．根据η＝WW W有有额，所以机械效率相等．5.如图所示是使用不同机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力F最大的是( )【答案】C【解析】设物体重力为G，A图中为斜面，则F1×4m=G×2m，故动力是：F1=0.5G；B图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，故动力是：F2 =G/3；C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，则动力是：F3 =2G；在D图中设杆与水平面的夹角为α，则F4×4cosα=G×1×cosα，故动力是：F4=0.25G，所以动力最大的是C，故选C．6.利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用同样的时间，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），下列关系式正确的是A. F甲＜F乙η甲=η乙B. F甲＞F乙η甲＞η乙C. Ｗ甲＞W乙P甲＞P乙D. Ｗ甲=W乙P甲=P乙【答案】AD【解析】由图知道，甲滑轮组绳子的有效股数是n甲=3，乙滑轮组绳子的有效股数n乙=2，因此相同滑轮的质量相等，提升物体的质量相等，故若忽略绳重与摩擦，则所用的拉力由F=（G+G动）/ n知道是F甲＜F乙，故B错误；因为克服物体重力做的功为有用功，且两物体提升相同高度，所以由W有 =Gh知道，两滑轮组做的有用功相等，又因为克服物体和动滑轮总重力做的功为总功，由W总=（G+G动）h知道，两滑轮组拉力做的总功相等，即W甲 =W乙，故C错误；由η=W有/W总×100%知道，两装置的机械效率关系是η甲=η乙，故A错误；因为提升相同物体到相同高度时的时间相等，所以由P=W总/t知道，拉力做功的功率关系为P甲=P乙，故D正确，故选D．7.小强用如图所示的滑轮组匀速拉动物体A，使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m，若A所受地面的摩擦力f＝600N，小强所用水平拉力F＝250N，在这个过程中( )A. 小强做的有用功为3600JB. 小强所用拉力F的功率为1500WC. 该装置的机械效率为80%D. 重力做了12000J的功【答案】ABC【解析】根据题意知道，A所受地面的摩擦力是：f=600N，移动的距离是：s=6m；故小强做的有用功是：W有用=fs=600N ×6m=3600J，即A正确；由图知道，滑轮组绳子的有效股数是：n=3，则拉力端移动的距离：s′=3s=3×6m=18m，故拉力F的功率是：P=W/t=Fs′/t=250N×18m/3s=1500W，故B正确；该装置的机械效率是：η=W有/W总×100%=fs/Fs′×100%=600N×6m/250N×18m×100%=80%，故C正确；因为物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功，即重力做功为0，故D错，故选ABC．8.如图所示，物体A质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg．求：（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？（3）物体A的密度是多少？【答案】（1）5N．（2）3N， 4N．（3）2.5×103kg/m3．【解析】（1）由G A=m A g=1kg×10N/kg=10N，由F=G A/2 =10N/2=5N；（2）对滑轮受力分析对A的拉力：F A=2×3N=6N，对A受力分析：F浮=G A-F A=10N-6N=4N；（3）由F浮=ρ水gV排得：V排=F浮/ρ水g=4N/1×103kg/m3×10N/kg=4×10-4m3，浸没：V A=V排=4×10-4m3，ρA=m A/V A＝1kg/4×10−4m3=2．5×103kg/m3；答：（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是5N；（2）物体A受到的浮力是4N；（3）物体A的密度是2．5×103kg/m3。

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”）。

第十三课简单机械第2节滑轮斜面机械效率基础知识过关一、滑轮二、斜面和轮轴名称斜面轮轴示意图定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面由轮和轴组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴特点省力机械能够连续旋转的杠杆三、功的分类1.有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，用W 有表示。

2.额外功：使用机械时，克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的一些功，用W 额表示。

3.总功：有用功与额外功之和，用W 总表示。

四、机械效率1.定义：物理学中，将有用功和总功的比值叫做机械效率，用符号η表示。

2.计算公式：η=有总。

注意：机械效率通常用百分数表示。

3.滑轮组和斜面的机械效率机械图示有用功总功机械效率W 有=Gh，G为物重，h 是物体上升的高度W 总=Fs，F 是拉力，s 为绳子移动的距离，s=nh，n 为承担物重的绳子段数η=有总=K F=BW总=FL，F是拉力，Lη=有总=K F为拉力移动的距离高频考点过关考点一：滑轮、滑轮组的相关计算1．（2022•菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（）A．工人所用的拉力为200NB．动滑轮的重力为100NC．拉力的功率为150WD．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变【答案】C【解答】解：A、由图知有3段绳子提升重物，所以s＝3h，根据η＝＝＝＝＝80%，解得工人所用的拉力为：F＝250N，故A错误；B、忽略摩擦及绳重，根据F＝（G+G动）知动滑轮的重力为：G动＝3F﹣G＝3×250N﹣600N＝150N，故B错误；C、由图知有3段绳子提升重物，则绳子移动的速度为：v绳＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，拉力的功率为：P＝＝＝Fv＝250N×0.6m/s＝150W，故C正确；D、忽略摩擦及绳重，根据η＝＝＝＝＝知提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不同，故D错误。