2023年中考物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)課件：第16課時　滑輪、斜面及機(jī)械效率 (含答案)

第16課時滑輪、斜面及機(jī)械效率考點(diǎn)一滑輪項目定滑輪動滑輪滑輪組示意圖實(shí)質(zhì)

杠桿,l1=l2

動力臂是阻力臂

倍的

杠桿,l1=2l2

等臂二省力(續(xù)表)F1=F2s=2hs=nh力的方向省力省力力的方向【點(diǎn)撥】滑輪組繞線作圖方法:(1)畫最省力的繞法:使與動滑輪相連的繩子段數(shù)最多,起點(diǎn)在動滑輪。(2)已知n時的繞法:按照“奇動偶定”的原則,“從內(nèi)到外”的順序依次繞線。名稱斜面輪軸示意圖定義斜面是一種可以

的簡單機(jī)械,但必須多移動

由輪和軸組成,能繞固定軸轉(zhuǎn)動的簡單機(jī)械其他簡單機(jī)械考點(diǎn)二省力距離(續(xù)表)省力功的分類考點(diǎn)三三種功概念計算方法有用功

無論是否使用機(jī)械都必須做的功,用W有表示W(wǎng)有=G物h,W有=fs物

額外功

我們不需要但又不得不做的功(主要指克服機(jī)械自重和摩擦所做的功),用W額表示W(wǎng)額=G動h(忽略摩擦和繩重),W額=W總-W有

總功有用功和額外功

,用W總表示

W總=

,

W總=Fs,W總=Pt之和W有+W額定義

有用功跟總功的

,用符號

表示

公式

說明

機(jī)械效率是一個比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示,由于有用功總

總功,故機(jī)械效率總

意義

機(jī)械效率是衡量機(jī)械做功性能好壞的物理量,但機(jī)械效率的高低與使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力

提高方法

增大物重;減輕機(jī)械自重;減小摩擦(斜面還可以增大傾角)機(jī)械效率考點(diǎn)四比值η

小于小于1無關(guān)基礎(chǔ)配練1：如圖16-1所示,利用滑輪組勻速提升重為10N的物體,動滑輪重2N,物體被提升了0.5m,若不計繩重和摩擦,則繩子的自由端移動的距離是

m,繩端的拉力F是

N。其中定滑輪的作用是

。

圖16-116改變力的方向基礎(chǔ)配練2：斜面是一種簡單機(jī)械,生活中經(jīng)常用到它,工人師傅小波和小新分別用如圖16-2所示的甲、乙兩種方法,將同樣的物體搬上車,下列說法正確的是(

)A.甲不能省力,但能省距離B.甲能省力,也能省距離C.乙能省力,也能省距離D.乙能省力,不能省距離圖16-2D基礎(chǔ)配練3：如圖16-3所示,用200N的拉力F把重300N的物體勻速提升了2m,此過程中拉力F所做的功為

J,該動滑輪的機(jī)械效率為

。

圖16-380075%基礎(chǔ)配練4：在斜面上將一個重4.5N的物體勻速拉到高處(如圖16-4所示),沿斜面向上的拉力為1.8N,在斜面上移動的距離s=1.2m,上升的高度h=0.3m。若把重物直接提升h所做的有用功為

J,這個斜面的機(jī)械效率是

。

圖16-41.3562.5%重難一定滑輪、動滑輪、滑輪組的相關(guān)計算例1如圖16-5所示,用三個相同的滑輪提起相同的重物時,所需拉力分別為F1、F2和F3,不計繩重和摩擦,若滑輪和物體重分別為2N和10N,勻速提升重物G時,拉力F1=

N,F2=

N,F3=

N。圖16-5

62210例2如圖16-6所示,兩個物體的重力分別是G1和G2,當(dāng)滑輪平衡時,G1∶G2為(忽略繩重、滑輪重及摩擦) (

)A.1∶1 B.2∶1C.1∶3 D.1∶2圖16-6B例3如圖16-7所示,物體A通過動滑輪在水平拉力F的作用下以2m/s的速度勻速運(yùn)動,此時彈簧測力計B的示數(shù)為8N,如果動滑輪、繩子、彈簧測力計的重力和滑輪的摩擦均不計,那么物體A與水平面的摩擦力以及拉力F的功率分別為(

)A.8N

16W B.16N

32WC.8N

32W D.16N

64W圖16-7B例4如圖16-8所示,某人通過滑輪組提升物體,已知物體在10s內(nèi)上升了5m,物體所受的重力為720N,繩端的拉力F=300N,忽略摩擦和繩重,則:(1)繩子移動的距離是

m。

(2)繩子移動的速度是

m/s。

(3)動滑輪所受重力是

N。

(4)拉力的功率是

W。

重難二機(jī)械效率的計算圖16-8151.5180450例4如圖16-8所示,某人通過滑輪組提升物體,已知物體在10s內(nèi)上升了5m,物體所受的重力為720N,繩端的拉力F=300N,忽略摩擦和繩重,則:(5)拉力做的有用功是

J。

(6)滑輪組的機(jī)械效率是

。

(7)若繩子能承受的最大拉力為500N,則此滑輪組能提升的最大物重是

N。

(8)若繩端的拉力為200N,物體與水平面的接觸面積為0.1m2,則該物體對水平面的壓強(qiáng)是

Pa。

圖16-8360080%13203000例5建筑工人用如圖16-9所示的滑輪組,在4s內(nèi)使重為1500N的物體A沿水平方向勻速移動了2m,所用的拉力大小為375N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。關(guān)于此過程,下列說法正確的是 (

)A.繩子自由端沿水平方向移動了6mB.物體受到的拉力為750NC.拉力F的功率為750WD.滑輪組的機(jī)械效率為80%圖16-9D例6在九年級物理拓展課上,李博同學(xué)模擬某建筑工地上塔吊的工作情景,設(shè)計了如圖16-10所示的滑輪組來提升裝修材料,若他用250N的拉力在20s內(nèi)將重為450N的材料勻速提升了10m。(不計繩重和摩擦,g取10N/kg)(1)求拉力的功率。(2)求該提升過程中此滑輪組的機(jī)械效率。(3)若繩子能承受的最大拉力為400N,此滑輪組的機(jī)械效率最大可提高到多少?圖16-10例6在九年級物理拓展課上,李博同學(xué)模擬某建筑工地上塔吊的工作情景,設(shè)計了如圖16-10所示的滑輪組來提升裝修材料,若他用250N的拉力在20s內(nèi)將重為450N的材料勻速提升了10m。(不計繩重和摩擦,g取10N/kg)(2)求該提升過程中此滑輪組的機(jī)械效率。圖16-10例6在九年級物理拓展課上,李博同學(xué)模擬某建筑工地上塔吊的工作情景,設(shè)計了如圖16-10所示的滑輪組來提升裝修材料,若他用250N的拉力在20s內(nèi)將重為450N的材料勻速提升了10m。(不計繩重和摩擦,g取10N/kg)(3)若繩子能承受的最大拉力為400N,此滑輪組的機(jī)械效率最大可提高到多少?圖16-10例7一質(zhì)量為60kg的人用如圖16-11所示的裝置使重500N的物體A沿水平方向在1s內(nèi)勻速運(yùn)動了10cm,已知運(yùn)動過程中物體A受到的摩擦力是物重的0.3倍,動滑輪重50N,在此過程中不計繩重和滑輪間的摩擦,g取10N/kg。求:(1)繩子自由端移動的速度。(2)人對地面的壓力。(3)此滑輪組的機(jī)械效率。圖16-11例7一質(zhì)量為60kg的人用如圖16-11所示的裝置使重500N的物體A沿水平方向在1s內(nèi)勻速運(yùn)動了10cm,已知運(yùn)動過程中物體A受到的摩擦力是物重的0.3倍,動滑輪重50N,在此過程中不計繩重和滑輪間的摩擦,g取10N/kg。求:(2)人對地面的壓力。圖16-11例7一質(zhì)量為60kg的人用如圖16-11所示的裝置使重500N的物體A沿水平方向在1s內(nèi)勻速運(yùn)動了10cm,已知運(yùn)動過程中物體A受到的摩擦力是物重的0.3倍,動滑輪重50N,在此過程中不計繩重和滑輪間的摩擦,g取10N/kg。求:(3)此滑輪組的機(jī)械效率。圖16-11例8如圖16-12所示,將一個質(zhì)量為0.5kg的物體,從底端沿斜面勻速拉到高處所用的時間為5s,沿斜面移動的距離s為1m,上升的高度h為0.4m,斜面的機(jī)械效率為80%。求:(g取10N/kg)(1)拉力所做的有用功。(2)拉力做功的功率。(3)物體在斜面上運(yùn)動時受到的摩擦力。圖16-12解:(1)拉力所做的有用功W有=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×0.4m=2J。例8如圖16-12所示,將一個質(zhì)量為0.5kg的物體,從底端沿斜面勻速拉到高處所用的時間為5s,沿斜面移動的距離s為1m,上升的高度h為0.4m,斜面的機(jī)械效率為80%。求:(g取10N/kg)(2)拉力做功的功率。圖16-12例8如圖16-12所示,將一個質(zhì)量為0.5kg的物體,從底端沿斜面勻速拉到高處所用的時間為5s,沿斜面移動的距離s為1m,上升的高度h為0.4m,斜面的機(jī)械效率為80%。求:(g取10N/kg)(3)物體在斜面上運(yùn)動時受到的摩擦力。圖16-12例9如圖16-13所示,不計繩重與摩擦,且動滑輪重G動小于物重G,用它們分別將重力相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度,所用的拉力分別為F甲、F乙,它們的機(jī)械效率分別為η甲、η乙。則下列關(guān)系正確的是 (

)A.F甲<F乙 B.F甲=F乙C.η甲>η乙

D.η甲=η乙重難三機(jī)械效率的大小比較圖16-13C例10[2022·自貢]將規(guī)格完全相同的滑輪,用繩子繞成如圖16-14所示的甲、乙兩滑輪組。使用甲、乙兩滑輪組分別勻速提升重力為G1、G2的兩物體升高相同的高度。繩子自由端施加的拉力大小分別為F1和F2,物重G1>G2,不計繩重和摩擦。則下列判斷正確的是 (

)A.拉力F1一定大于F2B.乙滑輪組的機(jī)械效率較高C.甲、乙滑輪組的有用功相同D.甲滑輪組的額外功與有用功的比值較小圖16-14D測量滑輪組的機(jī)械效率突破圖16-15【實(shí)驗器材】滑輪、鐵架臺、鉤碼、彈簧測力計、細(xì)繩、刻度尺?！顚?shí)驗主要器材的作用:1.用彈簧測力計測出被提升物體的重力G和繩子自由端的拉力F,彈簧測力計測繩子自由端拉力的時候要沿著

方向

拉動繩子,此時拉力等于彈簧測力計的示數(shù)。

2.刻度尺測出

和繩子自由端移動的距離s。

豎直勻速被提升物體上升的高度h【實(shí)驗方法】控制變量法。3.探究滑輪組機(jī)械效率與所提升重物的重力的關(guān)系:控制同一滑輪組提升鉤碼的高度相同,改變滑輪組所提升鉤碼所受的

。

4.探究滑輪組機(jī)械效率與動滑輪所受重力的關(guān)系:控制滑輪組所提升鉤碼的重力和被提升的高度相同,改變

。

5.探究滑輪組機(jī)械效率與重物被提升的高度的關(guān)系:控制同一滑輪組所提升鉤碼的重力相同,改變提升鉤碼的高度。重力動滑輪所受的重力【實(shí)驗結(jié)論】6.同一滑輪組,提升的物體越

,機(jī)械效率越高。

7.不同滑輪組提升同一重物,動滑輪越輕(個數(shù)少或質(zhì)量小),機(jī)械效率越

。

8.滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度和速度、繩子的段數(shù)及省費(fèi)力情況均

關(guān)。

9.提高滑輪組機(jī)械效率的方法:①

;②

;③

等。

重高無增加被提升物體所受的重力減小動滑輪所受的重力減小繩重和摩擦【交流與反思】10.在彈簧測力計靜止時讀數(shù)的錯誤原因:沒有考慮_________

對滑輪組機(jī)械效率的影響。

11.可以省略的工具是

,省略后用

計算,反而能夠提高精準(zhǔn)度。

12.增大物重時額外功同時變大的原因:增加物重時滑輪與軸之間的摩擦力增大,克服摩擦力做的額外功增加。13.機(jī)械效率總是小于1的原因:

。摩擦力刻度尺任何機(jī)械都不可避免地要做額外功例[2022·遂寧]涪江六橋建筑工地上矗立的塔吊,是用電動機(jī)來帶動滑輪組提升重物的設(shè)備。如何提高滑輪組機(jī)械效率,節(jié)約電能呢?為此同學(xué)們進(jìn)行了“影響滑輪組機(jī)械效率因素”的實(shí)驗探究,用到的裝置如圖16-16所示(每個滑輪質(zhì)量均相同),實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄如下表所示。圖16-16實(shí)驗次數(shù)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(jī)械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%(1)實(shí)驗中應(yīng)沿豎直方向

拉動彈簧測力計。