6.滑轮组

第6节测滑轮组的机械效率考点归纳滑轮组机械效率的测量：①原理：②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。

③器材：钩码、铁架台、滑轮、细线、弹簧测力计④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A、动滑轮重力，（其他量不变时，个数越多则机械效率就越小）B、提升物重，（其他量不变时，物体越重，机械效率就越大）C、克服摩擦。

无关因素：绕线方法和重物提升高度对滑轮机械效率无影响。

基础巩固1.关于机械效率的说法正确的是（）A.越省力的机械，其机械效率越高B.越费力的机械，其机械效率越高C.做的有用功越多，机械效率越高D.有用功一定时，额外功越少，机械效率越高2.要提高某一机械的效率，可以采取的正确方法是（）A.增加机械做功的时间B.减少机械做功的时间C.有用功一定，减少额外功D.增加重物上升的高度3.用如图15-2-1所示的滑轮组匀速提升钩码，已知钩码总重8 Ｎ，弹簧测力计的示数为 3 Ｎ，绳子自由端被拉上去了30 cm ，则使用该滑轮组做的总功为___________Ｊ，额外功为__________Ｊ，这个滑轮组的机械效率是_________________。

4.下列说法中正确的是（ ）A.机械效率越高，越省时间B.机械效率可能等于1C.机械效率越高，越省力D.机械效率越高，有用功占总功的比例越大5.如图15-2-5所示，小刚用如图所示的动滑轮，拉着物体M 以0.5 m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，物体重20 Ｎ，它受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力为25 Ｎ。

2 s 内拉力做的功是_________________Ｊ，该动滑轮的机械效率是_________________。

6．一台起重机将重3600N 的货物提高4m ，如果额外功是9600J 。

则起重机做的有用功是________J ，机械效率是________。

6.6探究滑轮的作用【联系生活】滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。

由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)所组成的可以绕着中心轴旋转的简单机械叫做滑轮。

滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮。

由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索（绳、胶带、钢索、链条等）所组成的可以绕着中心轴转动的简单机械叫做滑轮。

【教学目标】1．知识与技能目标：①知道定滑轮、动滑轮的作用，能区分定滑轮与动滑轮。

②会组装简单实验装置。

③会用杠杆平衡条件分析定滑轮和动滑轮的特点。

2.过程和方法①通过观察，了解滑轮的构造，培养学生观察能力。

②通过探究活动，培养学生研究物理的正确方法。

③通过实验现象和数据的分析，培养学生归纳总结、逻辑推理能力。

3．情感、态度和价值观目标：①通过“升旗”情景，对学生进行爱国主义的教育。

②通过探究活动，激发学生主动获取知识的兴趣和欲望，培养学生乐于探索并善于探索的学习品质。

③通过小组间交流与合作，培养学生团结合作的精神；在定、动滑轮学习的过程中，培养学生发现问题、提出问题、用已知的知识解决问题的能力。

教学重点和难点重点：定滑轮、动滑轮的特点和工作原理。

难点：动滑轮的支点和它的工作原理。

【学习目标】1、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用；2、理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图。

【要点梳理】要点一、动滑轮和定滑轮在工作过程中，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮；在工作过程中，轴的位置随物体移动的滑轮叫做动滑轮。

要点诠释：1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。

定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。

2、动滑轮，如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。

3、定滑轮和动滑轮的作用使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。

八年级人教版滑轮组知识点滑轮是一种可以提高机器效率的简单机械，被广泛应用于机械、建筑、运输等领域。

在八年级物理学习中，我们需要了解和掌握滑轮组的知识点，下面将依次介绍滑轮组的定义、分类、组成、应用以及计算方法。

一、滑轮组的定义滑轮组是由若干个滑轮按照一定方式连接组成的机械组件。

滑轮组的作用是改变力的方向和大小，使得我们可以更轻松地完成工作。

二、滑轮组的分类按照组成方式，滑轮组可以分为单滑轮组和复合滑轮组两种。

1. 单滑轮组：由一个滑轮和一根绳子组成。

2. 复合滑轮组：由两个或两个以上的滑轮组成。

根据势能定理，滑轮组的效率与组成滑轮的数量以及如何连接有关。

三、滑轮组的组成滑轮组是由滑轮、绳子以及承载物体组成的。

其中，滑轮是滑轮组的核心，滑轮的数量和连接方式直接影响着滑轮组的效率。

绳子的材质和长短也会对滑轮组的性能产生影响。

承载物体是滑轮组的工作对象，它的大小和重量也会影响滑轮组的功效。

四、滑轮组的应用1. 机械领域：滑轮组被广泛应用于各种机械装置中，如吊车、升降机、起重机等。

2. 建筑领域：在建筑过程中，滑轮组可以起到加速建筑材料运输的作用。

常见的有施工升降机、吊篮等。

3. 运输领域：运输业也广泛使用滑轮组，如电缆索道等。

五、滑轮组的计算方法在使用滑轮组时，我们需要计算滑轮组的功率以及效率等参数。

其中，功率可以通过计算承载物的重力分量和绳子拉力乘积来得到，而效率需要根据滑轮组的类型和连接方式进行计算。

总之，滑轮组是一种简单机械，它的设计和应用在我们的日常生活中有着广泛的应用。

了解和掌握滑轮组的知识点，可以让我们更深入地了解机械原理，并且能够更快地解决生活和工作中的问题。

2024中考物理复习专题滑轮组相关计算1. (2022镇江)如图所示，用拉力F通过动滑轮将重90 N的货物匀速提升1 m. 动滑轮的机械效率为90%. 不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦. 求：(1)上述过程中的有用功W有；(2)上述过程中拉力所做的功W F；(3)动滑轮所受的重力G动．第1题图2. (2023百色)如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500 N的物体在30 s内匀速提升到6 m高的楼上，已知动滑轮重为100 N，不计绳重及摩擦．求：(1)拉力F；(2)拉力的功率；(3)滑轮组的机械效率．(计算结果保留一位小数)第2题图3. (2023苏州)用如图所示的滑轮组将重为300 N的物体以0.1 m/s的速度匀速向上提升10 s.(1)若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；(2)实际中动滑轮重为40 N，人的拉力做功400 J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功．第3题图4. (2021泰安)如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物，在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处，用时10 s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30 W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B，拉力F乙为80 N．求：(1)甲工人做的功；(2)该滑轮组的机械效率．第4题图5. (2023青海省卷)某建筑工人用300 N的拉力，在25 s内将重力为800 N的水泥利用滑轮组匀速提高4 m，如图所示．若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算：(1)动滑轮的重力；(2)工人做功的功率；(3)该装置的机械效率．第5题图6. (2023梧州)如图所示，利用滑轮把重为300 N的物体从斜面底端沿斜面往上匀速拉动10 m，物体升高了6 m，所用时间为10 s，该装置的机械效率为75%，绳子自由端拉力为F，其方向始终与斜面平行，求在此过程中：(1)拉力做的有用功；(2)拉力的大小；(3)拉力的功率．第6题图7. (2022河北)图甲是一辆起重车的图片．起重车的质量为9.6 t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3 m2，起重时汽车轮胎离开地面．图乙是起重机吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1 200 kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5 000 N，货物上升过程中的s－t图像如图丙所示．(不考虑绳重，g取10 N/kg)求：(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压强；(2)拉力F的功率；(3)提升货物过程中滑轮组的机械效率．第7题图8. (2021枣庄)如图所示，工人师傅用150 N的拉力，使重为1 000 N的物体以0.2 m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍．不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦．求：(1)工人师傅拉力的功率；(2)动滑轮的重；(3)若物重增大到2 000 N，则滑轮组的机械效率是多少？第8题图9. (2022张家界)党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村．某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦．(1)一个工人质量为60 kg，竖直向上匀速拉动700 N的重物时，绳上拉力为400 N，将重物提升2 m用时20 s，滑轮组的机械效率为多少？(2)在这20 s的时间内拉力的功率为多少？(3)该工人能够提升的最重的物体约为多少kg?(4)请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中．(5)利用最省力的方式，提升800 N的重物，求绳上拉力的大小．(6)利用最省力的方式，竖直向上以0.15 m/s的速度匀速拉动绳子，求20 s物体上升的距离．第9题图参考答案1. 解：(1)90 J (2)100 J (3)10 N2. 解：(1)由图可知，承担重物的绳子段数n ＝3，则由拉力F ＝G 物＋G 动n 可得，F ＝G 物＋G 动3＝500 N ＋100 N3＝200 N(2)拉力做的功W ＝Fs ＝Fnh ＝200 N ×3×6 m ＝3 600 J 拉力的功率P ＝W t ＝3 600 J30 s＝120 W(3)工人所做的有用功W 有＝Gh ＝500 N ×6 m ＝3 000 J W 总＝W ＝3 600 J滑轮组的机械效率η＝W 有W 总 ×100%＝3 000 J3 600 J ×100%≈83.3%3. 解：(1)人对绳的拉力F ＝12 G 物＝12 ×300 N ＝150 N(2)h ＝v t ＝0.1 m/s ×10 s ＝1 m W 有＝G 物h ＝300 N ×1 m ＝300 J η＝W 有W 总 ×100%＝300 J400 J ×100%＝75%克服动滑轮重力所做的功 W 动＝G 动h ＝40 N ×1 m ＝40 J 克服绳重和摩擦所做的额外功W 额＝W 总－W 有－W 动＝400 J －300 J －40 J ＝60 J 4. 解：(1)甲工人做的功W 甲＝P 甲t ＝30 W ×10 s ＝300 J(2)由于货物做匀速直线运动，货物与路面间的摩擦力f ＝F 甲＝W 甲s 1 ＝300 J2 m ＝150 N滑轮组对货物的拉力F ＝f ＝150 N由图可知，n ＝3，则该滑轮组的机械效率η＝W 有W 总 ×100%＝Fs 2F 乙s 绳 ×100%＝Fs 2nF 乙s 2×100%＝150 N3×80 N×100%＝62.5% 5. 解：(1)由图可知，绳子的有效段数n ＝3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力 G 动＝nF －G ＝3F －G ＝3×300 N －800 N ＝100 N(2)当水泥提高h ＝4 m 时，绳子自由端所移动的距离s ＝3h ＝3×4 m ＝12 m 工人做的总功W 总＝Fs ＝300 N ×12 m ＝3 600 J 工人做功的功率P ＝W 总t ＝3 600 J25 s ＝144 W(3)工人做的有用功W 有＝Gh ＝800 N ×4 m ＝3 200 J该装置的机械效率η＝W 有W 总×100%＝3 200 J 3 600 J ×100%≈89%6. 解：(1)拉力做的有用功W 有用＝Gh ＝300 N ×6 m ＝1 800 J (2)由图可知，动滑轮上的绳子段数n ＝2绳子自由端移动的距离s 绳＝ns 物＝2×10 m ＝20 m 由η＝W 有用W 总 得，拉力做的总功W 总＝W 有用η ＝1 800 J75%＝2 400 J 由W ＝Fs 得，拉力的大小F ＝W 总s 绳 ＝2 400 J20 m ＝120 N(3)拉力的功率P ＝W 总t ＝2 400 J10 s＝240 W7. 解：(1)提升货物过程中，起重车对水平地面的压力F 压＝G 车＋G 货＝9.6×103 kg ×10 N/kg ＋1 200 kg ×10 N/kg ＝1.08×105 N 支撑脚与地面的总接触面积S ＝4×0.3 m 2＝1.2 m 2 提升货物过程中起重车对水平地面的压强 p ＝F 压S ＝1.08×105 N1.2 m 2＝9×104 Pa (2)由图丙可知，货物上升的速度 v 物＝s t ＝2.5 m 10 s＝0.25 m/s由图乙可知，承担物重的绳子段数n ＝3，所以绳端移动的速度v 绳＝n v 物＝3×0.25 m/s ＝0.75 m/s拉力F 的功率P ＝F v 绳＝5 000 N ×0.75 m/s ＝3.75×103 W (3)由图丙可知，货物上升的距离s ＝2.5 m ，则绳端移动的距离 s 绳＝ns ＝3×2.5 m ＝7.5 m货物的重力G 货＝mg ＝1 200 kg ×10 N/kg ＝1.2×104 N 提升货物过程中滑轮组的机械效率η＝W 有W 总 ×100%＝G 货s Fs 绳 ×100%＝1.2×104 N ×2.5 m 5×103 N ×7.5 m ×100%＝80% 8. 解：(1)由图可知，n ＝2，绳子自由端移动的速度 v ＝n v 物＝2×0.2 m/s ＝0.4 m/s 工人师傅拉力的功率P ＝W t ＝Fst ＝F v ＝150 N ×0.4 m/s ＝60 W(2)物体所受地面的摩擦力f ＝0.2G ＝0.2×1 000 N ＝200 N 由于不计绳重和摩擦，则有F ＝G 动＋f2解得G 动＝2F －f ＝2×150 N －200 N ＝100 N(3)若物重增大到2 000 N ，则物体所受地面的摩擦力f ′＝0.2G ′＝0.2×2 000 N ＝400 N 滑轮组的机械效率η＝W 有用W 总 ×100%＝f ′s ′（f ′＋G 动）s ′ ×100%＝400 N 400 N ＋100 N ×100%＝80%9. 解：(1)由图甲可知，绳子的有效段数n ＝2 绳子自由端移动的距离s ＝2h ＝2×2 m ＝4 m 有用功W 有＝G 物h ＝700 N ×2 m ＝1 400 J 总功W 总＝Fs ＝400 N ×4 m ＝1 600 J滑轮组的机械效率η＝W 有W 总 ×100%＝1 400 J 1 600 J ×100%＝87.5%(2)拉力的功率P ＝W 总t ＝1 600 J20 s ＝80 W(3)由F ＝1n (G 物＋G 动)可知，动滑轮的重力G 动＝2F －G 物＝2×400 N －700 N ＝100 N 工人在绳子自由端施加的最大拉力 F ′＝G 人＝m 人g ＝60 kg ×10 N/kg ＝600 N 则工人能提升物体的最大重力G 物′＝2F ′－G 动＝2×600 N －100 N ＝1 100 N 则能提升物体的最大质量 m ′＝G 物′g ＝1 100 N 10 N/kg ＝110 kg(4)如答图所示第9题答图(5)由答图可知，此时绳子的有效段数n ′＝3 提升800 N 重物时，绳上的拉力 F ″＝G 物″＋G 动3 ＝800 N ＋100 N 3 ＝300 N(6)物体上升的距离s 物＝s 绳3 ＝v 绳t ′3 ＝0.15 m/s ×20 s 3 ＝1 m。