第4節(jié)簡單機(jī)械-滑輪與機(jī)械效率(學(xué)生版+解析)

第4節(jié)簡單機(jī)械——滑輪與機(jī)械效率目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.了解定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)，知道杠桿使用過程中能量轉(zhuǎn)化。2.理解機(jī)械效率，識(shí)別有用功、額外功和總功，區(qū)別機(jī)械功率和機(jī)械效率，學(xué)習(xí)測(cè)量計(jì)算簡單機(jī)械的機(jī)械效率。解讀1:知道定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，知道滑輪組(限于兩個(gè)滑輪的滑輪組的特點(diǎn)能使用滑輪組(限于兩個(gè)滑輪的滑輪組)解決簡單的問題，常見題型為選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)探究題和解答題，難度稍大。解讀2:會(huì)解決滑輪、杠桿等簡單機(jī)械與壓力、摩擦力等力學(xué)綜合問題，常見題型為選擇題解答題,難度較大。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01滑輪的分類與作用（一）滑輪的定義滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子

（二）滑輪的分類和作用使用滑輪工作時(shí)，根據(jù)滑輪軸的位置是否移動(dòng)，可將滑輪分成定滑輪和動(dòng)滑輪兩類。定滑輪動(dòng)滑輪定義軸固定不動(dòng)軸隨物體一起移動(dòng)特點(diǎn)不省力，不省距離，但能夠改變力的作用方向省一半力，費(fèi)一倍距離，并且不能改變力的作用方向應(yīng)用旗桿頂部的滑輪起重機(jī)的動(dòng)滑輪（三）定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)(1)定滑輪可以看做一個(gè)變形的杠桿，如圖所示，滑輪的軸相當(dāng)于支點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，根據(jù)杠桿的平衡條件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿。(2)動(dòng)滑輪也可以看做一個(gè)變形的杠桿，如圖所示，支點(diǎn)o在滑輪的邊緣上，動(dòng)力臂為阻力臂的2倍，故動(dòng)力F是阻力F的二分之一，即動(dòng)滑輪能夠省一半力。因此，動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，使用動(dòng)滑輪費(fèi)一倍的距離，如物體上升距離為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h?！灸芰ν卣埂坷河弥貫?0N的動(dòng)滑輪勻速提升重為50N的物體,拉力F的f的值題圖可知：拉力F的方向不是豎直向上的，則力F的力臂將不再是動(dòng)滑輪的直徑，而是小于直徑，如圖所示，根據(jù)杠桿的平衡條件FL=（G+G輪）r，

【即學(xué)即練1】（2019?溫州一模）一輛汽車不小心陷進(jìn)泥潭后，司機(jī)按圖中所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中勻速拉出比較這兩個(gè)裝置（繩子與滑輪間的摩擦及滑輪自重不計(jì)），下列說法正確是（）A．乙比甲省力 B．甲比乙省力 C．甲比乙省功 D．乙比甲省功【即學(xué)即練2】（2019?甌海區(qū)二模）如圖是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，借助這種裝置可以將較重的物體搬運(yùn)到高處。某人借助該裝置提升重物G（不計(jì)摩擦和裝置的自重）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．圖中a可簡化為定滑輪 B．圖中b可簡化為動(dòng)滑輪 C．人將繩子向下拉1米時(shí)，重物G也上升1米 D．利用該裝置不僅可以省力，也能改變力的方向知識(shí)點(diǎn)02使用定滑輪和動(dòng)滑輪的幾種情況(圖中物體全部勻速運(yùn)動(dòng))定滑輪動(dòng)滑輪圖示表達(dá)式F=GF=F摩，F(xiàn)摩物體與地面的摩擦力F=(G+G輪)/2S繩=2h物v繩=2v物F=F摩/2S繩=2h物v繩=2v物F=2G+G輪S輪=s物/2v輪=v物/2F=2F摩S輪=s物/2v輪=v物/2【能力拓展】使用定滑輪提升物體時(shí)，拉力F無論沿什么方向拉，拉力大小均等于物體的重力;使用動(dòng)滑輪提升物體，只有拉力方向豎直向上時(shí)，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考慮摩擦、繩重和動(dòng)滑輪重)【即學(xué)即練3】如圖所示，用同一個(gè)動(dòng)滑輪先后提升同一物體，使物體以相同速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是Ｐ甲和P乙。若不計(jì)摩擦、動(dòng)油輪重和繩重，則F甲與F乙、Ｐ甲與P乙之間的大小關(guān)系是（）A．F甲<F乙

Ｐ甲=P B．F甲>F乙

Ｐ甲>P乙C．F甲>F乙

Ｐ甲=P乙 D．F甲<F乙

Ｐ甲<P乙【即學(xué)即練4】[杭州中考]如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知彈簧秤讀數(shù)為10N，物體M的運(yùn)動(dòng)速度為1m/s(若不計(jì)滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦)。那么在此過程中()A．物體M與地面間的摩擦力為5NB．物體M與地面間的摩擦力為10NC．水平拉力F做功的功率為20WD．1s內(nèi)滑輪對(duì)物體M做功為10J知識(shí)點(diǎn)03滑輪組由定滑輪和動(dòng)滑輪組成，同時(shí)具備定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，既可以省力，又能改變力的方向(但費(fèi)距離)。(1)探究滑輪組的省力情況:①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重。②按圖甲所示的方式勻速拉動(dòng)繩子，記錄此時(shí)承擔(dān)重物和動(dòng)滑輪總重的繩子股數(shù)和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1。③按如圖乙所示方式勻速拉動(dòng)繩子，記錄此時(shí)承擔(dān)重物和動(dòng)滑輪總重的繩子股數(shù)和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F2。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，在忽略摩擦、繩重及實(shí)驗(yàn)誤差的條件下，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與鉤碼的重G以及動(dòng)滑輪的重G輪的關(guān)系為F=(G+G輪)/2即重物與動(dòng)滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之幾。(2)利用滑輪組提起物體時(shí)，動(dòng)力F通過的距離s與物體被提高的高度h的關(guān)系是s=nh(n表示承擔(dān)物重的繩子股數(shù))?！灸芰ν卣埂?1)確定滑輪組中承擔(dān)物重繩子的股數(shù)n的方法:①要分清哪個(gè)(些)是定滑輪，哪個(gè)(些)是動(dòng)滑輪。②在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔開來，只計(jì)算繞在動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)。(2)組裝滑輪組的方法:按要求確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù):n為奇數(shù)時(shí)，從動(dòng)滑輪開始繞繩;n為偶數(shù)時(shí)，從定滑輪開始繞繩。

【即學(xué)即練5】（2018?寧波）如圖所示，F(xiàn)1=4N，F(xiàn)2=3N，此時(shí)物體A相對(duì)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(yùn)動(dòng)（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．F2的功率為0.6WB．彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為9NC．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(yùn)動(dòng)【即學(xué)即練6】用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將300N的重物勻速提升3m，已知?jiǎng)踊喼?0N，不計(jì)摩擦，則（）

A.利用滑輪組所做的有用功是450J B.繩子自由端移動(dòng)的速度是0.9m/s

C.拉力的功率是99W D.滑輪組的機(jī)械效率是80%知識(shí)點(diǎn)04機(jī)械效率（一）有用功、額外功、總功的定義(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。(2)額外功:利用機(jī)械時(shí)，人們不得不額外做的功，用W額外表示。(3)總功:人的拉力(動(dòng)力)對(duì)動(dòng)滑輪(機(jī)械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外(4)有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。

（二）機(jī)械效率定義公式有用功提升重物過程中必須要做的功W有額外功利用機(jī)械時(shí)，人們不得不額外做的功W額總功有用功和額外功之和W總＝W有＋W額機(jī)械效率科學(xué)上把有用功跟總功的比值η＝eq\f(W有,W總)×100%（三）提高機(jī)械效率的途徑:①在所做的有用功不變的情況下，減小額外功，具體方法是改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使機(jī)械更合理，更輕巧，如減少動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，或換用質(zhì)量小的動(dòng)滑輪，盡量減小摩擦等;②在所做額外功一定的情況下，增大有用功，即在機(jī)械能承受范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力?！灸芰ν卣埂繉?duì)于不同的目的，有用功和額外功會(huì)發(fā)生改變，如用水桶從井里提水的過程中，對(duì)桶中的水所做的功為有用功,而對(duì)水桶做的功為額外功;但當(dāng)水桶不小心掉入井中，我們想辦法從井中將水桶撈出時(shí)，對(duì)水桶所做的功為有用功，而對(duì)殘留在水桶中的水所做的功為額外功?！炯磳W(xué)即練7】（2018?泉州模擬）小明用圖滑輪組將重為15N的物體勻速提升2m，手的拉力是6N．則（）A．小明做的總功是30JB．該滑輪組的機(jī)械效率是83.3%C．若減小物重，可以增大機(jī)械效率D．若加快提升速度，可以增大機(jī)械效率【即學(xué)即練8】如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N的物體勻速提起，在5s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m。圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖。（1）計(jì)算物體上升的速度。（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是，并列式計(jì)算出該物理量。（3）計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率。知識(shí)點(diǎn)04斜面的機(jī)械效率(1)斜面是一種簡單機(jī)械，使用它可以省力，但要費(fèi)距離。(2)探究影響斜面機(jī)械效率的因素:①如圖所示，將-塊長木板的一端墊高，構(gòu)成一個(gè)斜面，用刻度尺測(cè)出斜面的長s和斜面的高度ho②用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小車的重力G。③用彈簧測(cè)力計(jì)沿著斜面把小車從斜面底端勻速拉到頂端，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。改變斜面的傾斜程度，重復(fù)上述步驟。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果見下表:實(shí)驗(yàn)序號(hào)123斜面傾斜程度較緩較陡最陡斜面粗糙程度木板表面木板表面木板表面小車重力G/牛222斜面高度h/米0.10.20.3斜面拉力F/牛0.611.4斜面長s/米0.50.50.5有用功W有用/焦0.20.40.6總功W總/焦0.30.50.7機(jī)械效率η67%80%86%結(jié)論:對(duì)于光滑程度相同的斜面，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。(3)測(cè)量斜面的機(jī)械效率：①光滑斜面：Fl＝GhW額＝0η＝100%②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl③斜面的機(jī)械效率與斜面的光滑程度和傾斜程度有關(guān)。測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率：多數(shù)情況下僅考慮由于動(dòng)滑輪自重所帶來的額外功，而不考慮繩子的重力和摩擦。此時(shí)對(duì)于用滑輪組提升物體時(shí)有：η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(Gh,Gh＋G動(dòng)h)＝eq\f(G,G＋G動(dòng))。測(cè)量杠桿的機(jī)械效率：η=eq\f(W有用,W總)=【即學(xué)即練7】工人師傅常利用斜面把重物搬運(yùn)到汽車上。如圖所示，汽車車廂高度h=1.5m，斜面長度s=3m，現(xiàn)用力F沿斜面把重籮筐G=1800N的重物勻速拉到車上。若不計(jì)摩擦，拉力F為_____N；若實(shí)際拉力F’=1200N，則該斜面的機(jī)械效率是_______％?！炯磳W(xué)即練8】（2018?荊門）工人利用斜面和滑輪將物體從斜面底端勻速拉到頂端，斜面高1m，長2m，物體重500N，平行于斜畫的拉力200N，所用時(shí)間10s。在此過程中，物體動(dòng)能（選填“增大”、“減小”或“不變”）。重力勢(shì)能（選填“增大”、“減小”或“不變”）。拉力的功率為W，把物體直接提高到斜面頂端做的功為有用功，則這個(gè)裝置的機(jī)械效率為。能力拓展能力拓展考法01誤認(rèn)為使用動(dòng)滑輪總能省一半力誤認(rèn)為無論力作用在動(dòng)滑輪的輪上還是軸上，總能省一半力。使用動(dòng)滑輪省一半力需滿足兩個(gè)條件:一是不考慮動(dòng)滑輪重及繩子與輪之間的摩擦;二是拉繩子的力的方向必須是豎直的(若動(dòng)滑輪水平放置，拉力的方向必須是水平的)，且拉力作用在繩子上，阻力作用在動(dòng)滑輪的軸上，兩個(gè)條件缺一不可?！镜淅?】（2019春?惠山區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，某同學(xué)用重為10N的動(dòng)滑輪勻速提升重為50N的物體，不計(jì)摩擦，則該同學(xué)所用拉力F的可能值是（）A．20N B．25N C．30N D．35N分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2018?禪城區(qū)一模）如圖所示，張偉回學(xué)利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，將質(zhì)量為30kg的物體在5s時(shí)間內(nèi)勻速推到1m高的平臺(tái)上。斜面長s=2m，g取10N/kg，則（）A．張偉所做的有用功為400JB．張偉所做的總功為700JC．張偉的做功功率為140WD．斜面的機(jī)械效率為75%2.如圖所示，用l0N的力F豎直向上拉動(dòng)滑輪，物體A以0.2m/s的速度勻速上升2m，滑輪的效率為80％，下列說法正確的是()A．拉力做的有用功為8J B.拉力F的功率為4W

C.A的重力為5N D.滑輪重力為4N3.（2021·寧海模擬）小科用如圖所示的滑輪組提升G為600N的重物，在繩子自由端施加F為250N的拉力，使重物在4s內(nèi)勻速上升1m，不計(jì)繩重和摩擦。下列說法正確的是（

）A.動(dòng)滑輪重100N

B.拉力做功的功率為150W

C.繩子自由端移動(dòng)的距離為2m

D.此過程滑輪組的機(jī)械效率為80%4.如所示的滑輪組，掛上砝碼a、b后恰好平衡，若不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦，在a、b下面再加掛一個(gè)質(zhì)量相等的小砝碼，將出現(xiàn)（）A．a(chǎn)下降B．a(chǎn)上升C．仍保持平衡D．條件不足，不能判斷5.如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知彈簧秤讀數(shù)為10牛，物體M的運(yùn)動(dòng)速度為1米/秒（若不計(jì)滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間的摩擦）。那么在此過程中（

）A．物體M與地面間的摩擦力為5牛B．物體M與地面間的摩擦力為10牛C．水平拉力F做功的功率為20瓦D．1秒內(nèi)滑輪對(duì)物體M做功為10焦6.如圖裝置中，物體A重100N，物體B重5N，在物體B的作用下，物體A在水平作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則如果在物體A上加一個(gè)水平向左的拉力F，拉力的功率為10W，使物體B勻速上升3m所用的時(shí)間為（不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦，不計(jì)繩重）（）A．3s B．9s C．1.5s D．6s7.（2020九上·上虞期末）用如上圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機(jī)械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是(

)A.動(dòng)滑輪的重力為5N

B.該滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到100%

C.滑輪組的機(jī)械效率越高，拉力做功越少

D.每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功為5J8.[2018·寧波]如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時(shí)物體A相對(duì)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(yùn)動(dòng)(不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．F2的功率為0.6WB．彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為9NC．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(yùn)動(dòng)9.如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N。若不計(jì)滑輪重、彈簧測(cè)力計(jì)重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確有（）A．B受到的摩擦力為3N，方向水平向左B．滑輪移動(dòng)的速度為0.2m/sC．繩子拉物體A的功率為2WD．在運(yùn)動(dòng)過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)仍為3N10.（2020九上·鎮(zhèn)海月考）為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設(shè)置了如圖所示的滑輪組裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下的拉力拉繩時(shí)，物體的速度和物體上升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。（不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦）下列計(jì)算結(jié)果正確的是（

）A.0-1s內(nèi)，地面對(duì)物體的支持力是10N

B.1-2s內(nèi)，拉力做的功是187.5J

C.2-3s內(nèi)，拉力的功率是100W

D.2-3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率是62.5%題組B能力提升練1.用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升物體M質(zhì)量為76kg，M的體積為3×10﹣3m3，在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正確的是（）此過程中，繩子自由端的拉力F大小為400N

B.動(dòng)滑輪重力為70N

C.當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤上繩子的拉力為730N

D.當(dāng)物體M沒有露出水面的過程中，該滑輪組提升貨物的機(jī)械效率為95%2.（2019?寧波模擬）如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時(shí)物體B保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)只用豎直向下4N的力F1拉重為2N的物體A時(shí)，物體B以0.2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)只用水平向左的力F2拉物體B時(shí)，物體A以0.3m/s速度勻速上升。若不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦，則下列判斷錯(cuò)誤的是（）A．物體B運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為18NB．拉力F2大小為24NC．拉力F1的功率為0.8WD．拉力F2的功率為2.4W3.如圖所示，用甲、乙兩滑輪組勻速向上提升重物，物重都為600牛，不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，繩子的拉力F甲為

牛；F乙為

牛。若將重物提高1米，則甲滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的距離為

米，乙滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的距離為

米。4.（2020九上·嘉興期末）如圖是上肢力量訓(xùn)練示意圖，O點(diǎn)位于橫桿ab的中點(diǎn)(不計(jì)繩重、滑輪重力和摩擦)。（1）若人的質(zhì)量為60千克，則能拉起的配重最大質(zhì)量約為________千克。（2）人以0.15米/秒的速度用力向下拉，則配重上升速度為________米/秒。5.（2020九上·新昌期末）在建筑工地上，小明同學(xué)利用如圖所示的裝置，用35N的拉力使重為400N的物體A沿著水平地面勻速運(yùn)動(dòng)。A在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計(jì)繩重及滑輪組的摩擦，則動(dòng)滑輪所受重力

N；若增加物體A的重力，仍使物體A勻速運(yùn)動(dòng)，則該裝置的機(jī)械效率將

（選填“增大”、“減小”或“不變”）。6.（2021九下·濱江開學(xué)考）工人用平行于斜面向上的500N的推力將重800N的物體勻速推上高1.5m的車廂，所用的斜面長是3m。斜面的機(jī)械效率為________，斜面對(duì)物體的摩擦力是________。7.杭州市政府投巨資于民生工程，對(duì)背街小巷實(shí)施景觀改造。施工中，一建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)摩擦及繩重（如右圖所示）。若工人在5s內(nèi)將泥桶勻速提高2m。求：（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功為焦；（2）工人拉繩子的力為牛，拉力的功率為瓦；（3）滑輪組的機(jī)械效率為。8.（2021·江北模擬）如圖所示，拉力F為20N，物體A以0.1m/s的速度在表面足夠長的物體B表面做勻速直線運(yùn)動(dòng)；物體B靜止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為22N。拉力F的功率為

W，滑輪組的機(jī)械效率為

。9.（2020九上·鎮(zhèn)海期末）18世紀(jì)，瓦特利用一匹馬勻速拉動(dòng)1000磅（約等于450千克）的重物，如圖所示。馬在1分鐘內(nèi)把重物提升了33英尺（約等于10米），瓦特就把這匹馬1秒鐘內(nèi)做的機(jī)械功稱1馬力。（不考慮繩重和摩擦）（1）根據(jù)馬拉重物的示意圖，下列分析正確的有

。(可多選)A.B滑輪是動(dòng)滑輪B.B滑輪可以省力

C.A，B滑輪均可以用來改變力的方向D.繩子自由端的移動(dòng)的距離等于重物上升的高度（2）“馬力”其實(shí)是________（填物理量的名稱）的單位，“1馬力”大約是________。10.（2020九上·越城期末）小強(qiáng)用如圖所示裝置在10s內(nèi)將重為450N的貨物勻速提升2m，此過程中拉力F的功率為120W，不計(jì)繩子的重和滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦。求：（1）小強(qiáng)拉繩子的速度；（2）拉力F的大??；（3）動(dòng)滑輪的重力。11.（2018?湖州）在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個(gè)重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動(dòng)了2米。人的拉力為18牛，物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動(dòng)滑輪受到的重力。題組C培優(yōu)拔尖練1.（2021九下·紹興月考）如圖所示，站在小車上的男孩在繩子末端施加50N的水平拉力F，物體M和小車在水平地面上做相向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體M速度為0.2m/s，小車速度為0.3m/s，則地面對(duì)物體M的摩擦力為

N，2s后小孩拉繩做的功為

J．（不計(jì)繩重、滑輪重以及繩與滑輪的摩擦）2.用如圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩慢上升．（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_______,鉤碼總重為，鉤碼上升高度為，測(cè)力計(jì)移動(dòng)路離為，則杠桿的機(jī)械效率為________%，請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因_________________．（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在、兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到如表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼總重鉤碼移動(dòng)距離拉力測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離機(jī)械效率1點(diǎn)1．50．100．70．3071．42點(diǎn)2．00．151．20．3083．3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出：“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：________________請(qǐng)簡要說明兩條理由：①_______;②________．3.（2021·吳興模擬）纏繞滑輪的繩子能承受的最大拉力為300牛，用它連接成如圖所示的滑輪組，在保證繩子未斷的情況下，計(jì)算并回答下列問題：（已知?jiǎng)踊喼?20牛，摩擦及繩的質(zhì)量不計(jì)）（1）利用該滑輪組能提起物體的最大重力是多少？（2）水平地面上放置一個(gè)底面積為500cm2，重力為700牛的立方體物體，利用本滑輪組豎直向上拉該物體，請(qǐng)計(jì)算該物體對(duì)地面最小的壓強(qiáng)為多少？（3）如果該物體為鐵塊，鐵塊剛浸沒在一定濃度的硫酸銅溶液中時(shí)，測(cè)出繩子所承受的拉力為F1；一段時(shí)間后測(cè)出繩子所承受的拉力為F2，F(xiàn)1________F2。（變化過程中物體的體積變化忽略不計(jì)）4.小明站在地面上用如圖所示的滑輪組提升重物。（1）在圖中畫出最省力的滑輪組繞線方式。（2）繩重及摩擦不計(jì)，小明將重為800牛的貨物提至高處，人對(duì)繩子的拉力F為500牛，貨物在1分鐘內(nèi)勻速上升了5米。①求滑輪組的機(jī)械效率。②如果貨物重600牛，要把貨物提升5米，求：拉力做的功、滑輪組的機(jī)械效率。5.（2019?豐縣校級(jí)二模）小明在測(cè)滑輪組機(jī)械效率時(shí)，記錄了如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（不計(jì)繩重和摩檫）滑輪組組成鉤碼重/N鉤碼升高的高度/m動(dòng)滑輪重/N繩子自由端移動(dòng)距離/m兩個(gè)定滑輪，一個(gè)動(dòng)滑輪40.10.50.3（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出滑輪組的繞線方式（如圖中）。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率為。（3）若繩子承受最大拉力為20N，此滑輪組的最大效率為。（4）當(dāng)動(dòng)滑輪重為N時(shí)，使用該滑輪組提起10N重的鉤碼剛好省一半的力。（5）在實(shí)驗(yàn)中重物移動(dòng)的速度為0.1m/s。拉繩的功率為3W，則有用功率為。6.（2019?廣東模擬）質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力變化的圖象如圖乙，機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì)。（g=10N/kg）（1）若工人在1min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m，作用在鋼繩上的拉力為400N，求拉力的功率。（2）求動(dòng)滑輪受到的重力。（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率最大值是多少？7.（2021·寧波）反思是一種良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)。（1）一根輕質(zhì)硬棒AB，在力的作用下能繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)在硬棒AB上施加兩個(gè)力F1和F2，O點(diǎn)到F1和F2的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認(rèn)為，只要滿足F1×d1=F2×d2，則硬棒AB一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。你認(rèn)為小寧的想法正確嗎？請(qǐng)說出你的理由。（2）在“動(dòng)滑輪”實(shí)驗(yàn)中，小寧通過如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)論：使用動(dòng)滑輪勻速提升物體，豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認(rèn)為，即使不計(jì)摩擦和繩重，上述結(jié)論要成立，物重G和動(dòng)滑輪重G動(dòng)之間也必須滿足一定條件。請(qǐng)你說出這一條件，并予以證明。第4節(jié)簡單機(jī)械——滑輪與機(jī)械效率目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.了解定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)，知道杠桿使用過程中能量轉(zhuǎn)化。2.理解機(jī)械效率，識(shí)別有用功、額外功和總功，區(qū)別機(jī)械功率和機(jī)械效率，學(xué)習(xí)測(cè)量計(jì)算簡單機(jī)械的機(jī)械效率。解讀1:知道定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，知道滑輪組(限于兩個(gè)滑輪的滑輪組的特點(diǎn)能使用滑輪組(限于兩個(gè)滑輪的滑輪組)解決簡單的問題，常見題型為選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)探究題和解答題，難度稍大。解讀2:會(huì)解決滑輪、杠桿等簡單機(jī)械與壓力、摩擦力等力學(xué)綜合問題，常見題型為選擇題解答題,難度較大。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01滑輪的分類與作用（一）滑輪的定義滑輪是一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子

（二）滑輪的分類和作用使用滑輪工作時(shí)，根據(jù)滑輪軸的位置是否移動(dòng)，可將滑輪分成定滑輪和動(dòng)滑輪兩類。定滑輪動(dòng)滑輪定義軸固定不動(dòng)軸隨物體一起移動(dòng)特點(diǎn)不省力，不省距離，但能夠改變力的作用方向省一半力，費(fèi)一倍距離，并且不能改變力的作用方向應(yīng)用旗桿頂部的滑輪起重機(jī)的動(dòng)滑輪（三）定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)(1)定滑輪可以看做一個(gè)變形的杠桿，如圖所示，滑輪的軸相當(dāng)于支點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，根據(jù)杠桿的平衡條件可知:F=G,所以不省力。因此，定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿。(2)動(dòng)滑輪也可以看做一個(gè)變形的杠桿，如圖所示，支點(diǎn)o在滑輪的邊緣上，動(dòng)力臂為阻力臂的2倍，故動(dòng)力F是阻力F的二分之一，即動(dòng)滑輪能夠省一半力。因此，動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，使用動(dòng)滑輪費(fèi)一倍的距離，如物體上升距離為h，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h?！灸芰ν卣埂坷河弥貫?0N的動(dòng)滑輪勻速提升重為50N的物體,拉力F的f的值題圖可知：拉力F的方向不是豎直向上的，則力F的力臂將不再是動(dòng)滑輪的直徑，而是小于直徑，如圖所示，根據(jù)杠桿的平衡條件FL=（G+G輪）r，

【即學(xué)即練1】（2019?溫州一模）一輛汽車不小心陷進(jìn)泥潭后，司機(jī)按圖中所示的甲、乙兩種方法安裝滑輪，均可將汽車從泥潭中勻速拉出比較這兩個(gè)裝置（繩子與滑輪間的摩擦及滑輪自重不計(jì)），下列說法正確是（）A．乙比甲省力 B．甲比乙省力 C．甲比乙省功 D．乙比甲省功【答案】A【解析】由圖可知，甲圖使用的是定滑輪，拉力等于汽車受到的阻力；乙圖使用的是動(dòng)滑輪，拉力為汽車所受阻力的一半，所以乙方法能省力；根據(jù)功的原理可知，使用任何機(jī)械都不省功【即學(xué)即練2】（2019?甌海區(qū)二模）如圖是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，借助這種裝置可以將較重的物體搬運(yùn)到高處。某人借助該裝置提升重物G（不計(jì)摩擦和裝置的自重）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．圖中a可簡化為定滑輪 B．圖中b可簡化為動(dòng)滑輪 C．人將繩子向下拉1米時(shí)，重物G也上升1米 D．利用該裝置不僅可以省力，也能改變力的方向【答案】C【解析】AB、提升物體時(shí)，A的軸的位置固定不動(dòng)，屬于定滑輪；B和物體一起移動(dòng)，屬于動(dòng)滑輪，故A、B正確；C、由圖知，A、B組成滑輪組，n＝5，則拉力端移動(dòng)距離s＝5h；人將繩拉過1m時(shí)，物體上升的高度h＝0.2m，故C錯(cuò)；D、不計(jì)摩擦和裝置的自重，人對(duì)繩的拉力F＝G，拉力方向向下，可見，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故D正確知識(shí)點(diǎn)02使用定滑輪和動(dòng)滑輪的幾種情況(圖中物體全部勻速運(yùn)動(dòng))定滑輪動(dòng)滑輪圖示表達(dá)式F=GF=F摩，F(xiàn)摩物體與地面的摩擦力F=(G+G輪)/2S繩=2h物v繩=2v物F=F摩/2S繩=2h物v繩=2v物F=2G+G輪S輪=s物/2v輪=v物/2F=2F摩S輪=s物/2v輪=v物/2【能力拓展】使用定滑輪提升物體時(shí)，拉力F無論沿什么方向拉，拉力大小均等于物體的重力;使用動(dòng)滑輪提升物體，只有拉力方向豎直向上時(shí)，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考慮摩擦、繩重和動(dòng)滑輪重)【即學(xué)即練3】如圖所示，用同一個(gè)動(dòng)滑輪先后提升同一物體，使物體以相同速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是Ｐ甲和P乙。若不計(jì)摩擦、動(dòng)油輪重和繩重，則F甲與F乙、Ｐ甲與P乙之間的大小關(guān)系是（）A．F甲<F乙

Ｐ甲=P B．F甲>F乙

Ｐ甲>P乙C．F甲>F乙

Ｐ甲=P乙 D．F甲<F乙

Ｐ甲<P乙【答案】C【解析】由題知，兩裝置都不計(jì)摩擦、動(dòng)滑輪重和繩重，提升物體的重相同，甲圖，拉力作用在動(dòng)滑輪的軸上，費(fèi)一倍的力，即F甲=2G；乙圖，拉力作用在繩子自由端，省一半的力，即F乙=G/2，故F甲＞F乙，AD錯(cuò)誤；物體上升的速度相同，則拉力端的速度分別為：v甲=v物/2，v乙=2v物，甲圖拉力的功率：P甲=F甲v甲=2G×v物/2=Gv物；乙圖拉力的功率：P乙=F乙v乙=G/2×2v物=Gv物，故P甲=P乙，C正確，B錯(cuò)誤，故選C。【即學(xué)即練4】[杭州中考]如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知彈簧秤讀數(shù)為10N，物體M的運(yùn)動(dòng)速度為1m/s(若不計(jì)滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦)。那么在此過程中()A．物體M與地面間的摩擦力為5NB．物體M與地面間的摩擦力為10NC．水平拉力F做功的功率為20WD．1s內(nèi)滑輪對(duì)物體M做功為10J【答案】C【解析】如圖所示，n＝2，物體做勻速運(yùn)動(dòng)，物體M與地面間的摩擦力f＝nF＝2×10N＝20N；彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的速度v′＝nv物＝2×1m/s＝2m/s，拉力F做功的功率P＝Fv′＝10N×2m/s＝20W，1s內(nèi)滑輪對(duì)物體M做功W＝fs＝fv物t＝20N×1m/s×1s＝20J。知識(shí)點(diǎn)03滑輪組由定滑輪和動(dòng)滑輪組成，同時(shí)具備定滑輪和動(dòng)滑輪的特點(diǎn)，既可以省力，又能改變力的方向(但費(fèi)距離)。(1)探究滑輪組的省力情況:①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重。②按圖甲所示的方式勻速拉動(dòng)繩子，記錄此時(shí)承擔(dān)重物和動(dòng)滑輪總重的繩子股數(shù)和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1。③按如圖乙所示方式勻速拉動(dòng)繩子，記錄此時(shí)承擔(dān)重物和動(dòng)滑輪總重的繩子股數(shù)和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F2。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，在忽略摩擦、繩重及實(shí)驗(yàn)誤差的條件下，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與鉤碼的重G以及動(dòng)滑輪的重G輪的關(guān)系為F=(G+G輪)/2即重物與動(dòng)滑輪的總重由幾股繩子承擔(dān)，提起重物所用的力就是總重的幾分之幾。(2)利用滑輪組提起物體時(shí)，動(dòng)力F通過的距離s與物體被提高的高度h的關(guān)系是s=nh(n表示承擔(dān)物重的繩子股數(shù))。【能力拓展】(1)確定滑輪組中承擔(dān)物重繩子的股數(shù)n的方法:①要分清哪個(gè)(些)是定滑輪，哪個(gè)(些)是動(dòng)滑輪。②在動(dòng)滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔開來，只計(jì)算繞在動(dòng)滑輪上的繩子股數(shù)。(2)組裝滑輪組的方法:按要求確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù):n為奇數(shù)時(shí)，從動(dòng)滑輪開始繞繩;n為偶數(shù)時(shí)，從定滑輪開始繞繩。

【即學(xué)即練5】（2018?寧波）如圖所示，F(xiàn)1=4N，F(xiàn)2=3N，此時(shí)物體A相對(duì)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(yùn)動(dòng)（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．F2的功率為0.6WB．彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為9NC．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(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】A、由圖知，水平使用滑輪組，n=2，拉力端移動(dòng)速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W，故A正確；

B、不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3F2=3×3N=9N，故B正確；

C、對(duì)于物體A，受到的力：

B向左的摩擦力fB=2F2=2×3N=6N、

向右的拉力F1=4N、

因?yàn)锳靜止，所以地面向右的摩擦力f地=fB-F1=6N-4N=2N，所以物體A與地面之間有摩擦力，故C正確；

D、如果增大F2，B將做加速運(yùn)動(dòng)，B對(duì)A的壓力和接觸面的粗糙程度不變，B與A之間的摩擦力不變，A受力不變，還是處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D錯(cuò)【即學(xué)即練6】用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將300N的重物勻速提升3m，已知?jiǎng)踊喼?0N，不計(jì)摩擦，則（）

A.利用滑輪組所做的有用功是450J B.繩子自由端移動(dòng)的速度是0.9m/s

C.拉力的功率是99W D.滑輪組的機(jī)械效率是80%【答案】C【解析】A.利用滑輪組所做的有用功：W有用=Gh=300N×3m=900J，故A錯(cuò)誤；

B.由圖知，n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h=2×3m=6m，繩子自由端移動(dòng)的速度，故B錯(cuò)誤；

C.不計(jì)摩擦和繩重，拉力，拉力做的總功：W總=Fs=165N×6m=990J。拉力做功的功率：，故C正確；

D.滑輪組的機(jī)械效率：，故D錯(cuò)誤知識(shí)點(diǎn)04機(jī)械效率（一）有用功、額外功、總功的定義(1)有用功:人們提升重物過程中必須做的功，用w有用表示。(2)額外功:利用機(jī)械時(shí)，人們不得不額外做的功，用W額外表示。(3)總功:人的拉力(動(dòng)力)對(duì)動(dòng)滑輪(機(jī)械)所做的功，用W總表示，W總=W有用+W額外(4)有用功、額外功、總功的單位都是焦(J)。

（二）機(jī)械效率定義公式有用功提升重物過程中必須要做的功W有額外功利用機(jī)械時(shí)，人們不得不額外做的功W額總功有用功和額外功之和W總＝W有＋W額機(jī)械效率科學(xué)上把有用功跟總功的比值η＝eq\f(W有,W總)×100%（三）提高機(jī)械效率的途徑:①在所做的有用功不變的情況下，減小額外功，具體方法是改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使機(jī)械更合理，更輕巧，如減少動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，或換用質(zhì)量小的動(dòng)滑輪，盡量減小摩擦等;②在所做額外功一定的情況下，增大有用功，即在機(jī)械能承受范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力?！灸芰ν卣埂繉?duì)于不同的目的，有用功和額外功會(huì)發(fā)生改變，如用水桶從井里提水的過程中，對(duì)桶中的水所做的功為有用功,而對(duì)水桶做的功為額外功;但當(dāng)水桶不小心掉入井中，我們想辦法從井中將水桶撈出時(shí)，對(duì)水桶所做的功為有用功，而對(duì)殘留在水桶中的水所做的功為額外功。【即學(xué)即練7】（2018?泉州模擬）小明用圖滑輪組將重為15N的物體勻速提升2m，手的拉力是6N．則（）A．小明做的總功是30JB．該滑輪組的機(jī)械效率是83.3%C．若減小物重，可以增大機(jī)械效率D．若加快提升速度，可以增大機(jī)械效率【答案】B【解析】A、由圖可知n=3，拉力端移動(dòng)的距離s=3h=3×2m=6m；

小明所做的總功：

W總=Fs=6N×6m=36J；故A錯(cuò)；

B、所做的有用功：W有用=Gh=15N×2m=30J；

滑輪組的機(jī)械效率：

C、若減小提升的物重，有用功減小、而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值減小，機(jī)械效率減小，故C錯(cuò)；

D、若加快提升速度，可以增大做功的功率，但有用功與總功的比值不變，不會(huì)增大機(jī)械效率，故D錯(cuò)?！炯磳W(xué)即練8】如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N的物體勻速提起，在5s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3m。圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖。（1）計(jì)算物體上升的速度。（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是，并列式計(jì)算出該物理量。（3）計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率?！敬鸢浮浚?）物體上升的速度0.2m/s。

（2）圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是功，功的大小為150J。

（3）滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率為70%?！窘馕觥浚?）滑輪組由三段繩子承擔(dān)總重，s=3h，，

物體上升的速度（2）縱坐標(biāo)表示力的大小為50N，大小不變，橫坐標(biāo)表示距離，大小為3m，

所以陰影部分表示力所做的功W=Fs=50N×3m=150J；

（3）滑輪組的機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)04斜面的機(jī)械效率(1)斜面是一種簡單機(jī)械，使用它可以省力，但要費(fèi)距離。(2)探究影響斜面機(jī)械效率的因素:①如圖所示，將-塊長木板的一端墊高，構(gòu)成一個(gè)斜面，用刻度尺測(cè)出斜面的長s和斜面的高度ho②用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小車的重力G。③用彈簧測(cè)力計(jì)沿著斜面把小車從斜面底端勻速拉到頂端，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。改變斜面的傾斜程度，重復(fù)上述步驟。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果見下表:實(shí)驗(yàn)序號(hào)123斜面傾斜程度較緩較陡最陡斜面粗糙程度木板表面木板表面木板表面小車重力G/牛222斜面高度h/米0.10.20.3斜面拉力F/牛0.611.4斜面長s/米0.50.50.5有用功W有用/焦0.20.40.6總功W總/焦0.30.50.7機(jī)械效率η67%80%86%結(jié)論:對(duì)于光滑程度相同的斜面，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。(3)測(cè)量斜面的機(jī)械效率：①光滑斜面：Fl＝GhW額＝0η＝100%②有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl③斜面的機(jī)械效率與斜面的光滑程度和傾斜程度有關(guān)。測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率：多數(shù)情況下僅考慮由于動(dòng)滑輪自重所帶來的額外功，而不考慮繩子的重力和摩擦。此時(shí)對(duì)于用滑輪組提升物體時(shí)有：η＝eq\f(W有用,W總)＝eq\f(Gh,Gh＋G動(dòng)h)＝eq\f(G,G＋G動(dòng))。測(cè)量杠桿的機(jī)械效率：η=eq\f(W有用,W總)=【即學(xué)即練7】工人師傅常利用斜面把重物搬運(yùn)到汽車上。如圖所示，汽車車廂高度h=1.5m，斜面長度s=3m，現(xiàn)用力F沿斜面把重籮筐G=1800N的重物勻速拉到車上。若不計(jì)摩擦，拉力F為_____N；若實(shí)際拉力F’=1200N，則該斜面的機(jī)械效率是_______％。【答案】90075【解析】∵利用斜面不計(jì)摩擦，

∴W有用=W總，即：Gh=Fs，∴F===900N；若F′=1200N，

斜面的效率：η====75%【即學(xué)即練8】（2018?荊門）工人利用斜面和滑輪將物體從斜面底端勻速拉到頂端，斜面高1m，長2m，物體重500N，平行于斜畫的拉力200N，所用時(shí)間10s。在此過程中，物體動(dòng)能（選填“增大”、“減小”或“不變”）。重力勢(shì)能（選填“增大”、“減小”或“不變”）。拉力的功率為W，把物體直接提高到斜面頂端做的功為有用功，則這個(gè)裝置的機(jī)械效率為。【答案】不變；增大；80；62.5%?！窘馕觥浚?）將物體從斜面底端勻速拉到頂端，質(zhì)量不變，速度不變，則物體的動(dòng)能不變。

（2）物體沿斜面升高，質(zhì)量不變，高度變大，所以其重力勢(shì)能增大。

（3）圖中滑輪是動(dòng)滑輪，則繩端通過的距離為：s=2L=2×2m=4m；

拉力做功為：W總=Fs=200N×4m=800J；

拉力的功率為：

（4）此過程的有用功為：W有=Gh=500N×1m=500J；

這個(gè)裝置的機(jī)械效率為：62.5%能力拓展能力拓展考法01誤認(rèn)為使用動(dòng)滑輪總能省一半力誤認(rèn)為無論力作用在動(dòng)滑輪的輪上還是軸上，總能省一半力。使用動(dòng)滑輪省一半力需滿足兩個(gè)條件:一是不考慮動(dòng)滑輪重及繩子與輪之間的摩擦;二是拉繩子的力的方向必須是豎直的(若動(dòng)滑輪水平放置，拉力的方向必須是水平的)，且拉力作用在繩子上，阻力作用在動(dòng)滑輪的軸上，兩個(gè)條件缺一不可?！镜淅?】（2019春?惠山區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，某同學(xué)用重為10N的動(dòng)滑輪勻速提升重為50N的物體，不計(jì)摩擦，則該同學(xué)所用拉力F的可能值是（）A．20N B．25N C．30N D．35N【答案】D【解析】由題圖可知：拉力F的方向不是豎直向上的，則力F的力臂將不再是動(dòng)滑輪的直徑，而是小于直徑，如圖所示，根據(jù)杠桿的平衡條件Fl=（G+G輪）r，

分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2018?禪城區(qū)一模）如圖所示，張偉回學(xué)利用斜面，用平行于斜面F=200N的推力，將質(zhì)量為30kg的物體在5s時(shí)間內(nèi)勻速推到1m高的平臺(tái)上。斜面長s=2m，g取10N/kg，則（）A．張偉所做的有用功為400JB．張偉所做的總功為700JC．張偉的做功功率為140WD．斜面的機(jī)械效率為75%【答案】D?！窘馕觥緼、物體的重力：G=mg=30kg×10N/kg=300N，

張偉做的有用功：W有用=Gh=300N×1m=300J，故A錯(cuò)；

B、張偉做的總功：W總=Fs=200N×2m=400J，故B錯(cuò)；

C、張偉的做功功率：，故C錯(cuò)；

（4）斜面的機(jī)械效率：2.如圖所示，用l0N的力F豎直向上拉動(dòng)滑輪，物體A以0.2m/s的速度勻速上升2m，滑輪的效率為80％，下列說法正確的是()A．拉力做的有用功為8J B.拉力F的功率為4W

C.A的重力為5N D.滑輪重力為4N

【答案】A【解析】A.拉力做的總功為W總=Fs=l0N×1m=10J，W有用=W總×=10J×80％=8J，故A正確；

B.拉力F的功率為P=FV=l0N×=4W×0.2m/s=8W，故B錯(cuò)誤；

C.A的重力為4N,由公式,解得G=4N，故C錯(cuò)誤；

D.W額外=W總-W總=10J-8J=2J?，G動(dòng)×1米=2J?，解得G動(dòng)=2N，滑輪重力為2N，故D錯(cuò)誤。3.（2021·寧海模擬）小科用如圖所示的滑輪組提升G為600N的重物，在繩子自由端施加F為250N的拉力，使重物在4s內(nèi)勻速上升1m，不計(jì)繩重和摩擦。下列說法正確的是（

）A.動(dòng)滑輪重100N

B.拉力做功的功率為150W

C.繩子自由端移動(dòng)的距離為2m

D.此過程滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】D【解析】A.根據(jù)公式得到：，解得：G動(dòng)=150N，故A錯(cuò)誤；

BC.拉力移動(dòng)的距離s=nh=1m×3=3m，拉力的速度，拉力的功率P=Fv=250N×0.75m/s=187.5W，故B、C錯(cuò)誤；

D.滑輪組的機(jī)械效率，故D正確。4.如所示的滑輪組，掛上砝碼a、b后恰好平衡，若不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦，在a、b下面再加掛一個(gè)質(zhì)量相等的小砝碼，將出現(xiàn)（）A．a(chǎn)下降B．a(chǎn)上升C．仍保持平衡D．條件不足，不能判斷【答案】B【解析】由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重。不計(jì)動(dòng)滑輪重，當(dāng)ab平衡時(shí)，Gb=1/2Ga。

若ab處各加一個(gè)質(zhì)量相等的砝碼，設(shè)其重力為G，則：

定滑輪右端的拉力為：Fb=Gb+G；

顯然：Fb＞Fa．所以a上升。5.如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知彈簧秤讀數(shù)為10牛，物體M的運(yùn)動(dòng)速度為1米/秒（若不計(jì)滑輪與繩子質(zhì)量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間的摩擦）。那么在此過程中（

）A．物體M與地面間的摩擦力為5牛B．物體M與地面間的摩擦力為10牛C．水平拉力F做功的功率為20瓦D．1秒內(nèi)滑輪對(duì)物體M做功為10焦【答案】C【解析】A、B項(xiàng)，該滑輪為動(dòng)滑輪，且；由于物體做勻速運(yùn)動(dòng)，摩擦力等于牽引力，，故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤；C、D項(xiàng)，1s內(nèi)物體移動(dòng)的距離：，力移動(dòng)的距離：，拉力做功：，拉力做功的功率為：，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為C。6.如圖裝置中，物體A重100N，物體B重5N，在物體B的作用下，物體A在水平作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則如果在物體A上加一個(gè)水平向左的拉力F，拉力的功率為10W，使物體B勻速上升3m所用的時(shí)間為（不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦，不計(jì)繩重）（）A．3s B．9s C．1.5s D．6s【答案】A【解析】物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)：拉動(dòng)A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，A受力如圖：則有：又因?yàn)?，則：因此拉力F做功為：由得，所用時(shí)間為：故BCD項(xiàng)錯(cuò)誤，A項(xiàng)正確；7.（2020九上·上虞期末）用如上圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機(jī)械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦，下列分析正確的是(

)A.動(dòng)滑輪的重力為5N

B.該滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到100%

C.滑輪組的機(jī)械效率越高，拉力做功越少

D.每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功為5J【答案】D【解析】（1）不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率，計(jì)算動(dòng)滑輪的重力；

（2）使用滑輪組時(shí)，需要提升動(dòng)滑輪做額外功，據(jù)此分析機(jī)械效率的數(shù)值范圍；

（3）根據(jù)機(jī)械效率的定義分析判斷；

（4）克服動(dòng)滑輪的重力做額外功，即W額=G動(dòng)h。

【解答】A.由圖乙可知，提升物重G=10N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η=50%，

不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)滑輪組的機(jī)械效率得到：；

解得：G動(dòng)=10N，故A錯(cuò)誤；

B.使用滑輪組時(shí)，需要提升動(dòng)滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%，故B錯(cuò)誤；

C.滑輪組的機(jī)械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，拉力做功不一定少，故C錯(cuò)誤；

D.利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動(dòng)滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時(shí)，滑輪組做的額外功都為：W額=G動(dòng)h=10N×0.5m=5J，故D正確。

8.[2018·寧波]如圖所示，F(xiàn)1＝4N，F(xiàn)2＝3N，此時(shí)物體A相對(duì)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(yùn)動(dòng)(不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．F2的功率為0.6WB．彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為9NC．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(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】右側(cè)動(dòng)滑輪n＝2，當(dāng)B向左運(yùn)動(dòng)的速度為0.1m/s時(shí)，F(xiàn)2的速度為0.2m/s，則F2的功率P＝3N×0.2m/s＝0.6W；左側(cè)動(dòng)滑輪n＝3，所以彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為3×3N＝9N；B物體受到向左的拉力為2×3N＝6N，B勻速運(yùn)動(dòng)，故A受到B向左的摩擦力為6N，向右的拉力F1＝4N，要使物體A靜止，A必須受力平衡，所以A受到地面向右2N的摩擦力。如果增大F2，能加快B物體向左運(yùn)動(dòng)，但B對(duì)A的壓力一定，接觸面不變，則B對(duì)A的摩擦力不變，所以物體A不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)。9.如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N。若不計(jì)滑輪重、彈簧測(cè)力計(jì)重、繩重和滑輪摩擦，則下列說法中正確有（）A．B受到的摩擦力為3N，方向水平向左B．滑輪移動(dòng)的速度為0.2m/sC．繩子拉物體A的功率為2WD．在運(yùn)動(dòng)過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)仍為3N【答案】D【解析】以B為研究對(duì)象，本題中它在水平方向受到兩個(gè)力的作用：彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它向左的拉力，物體A對(duì)它的向右的摩擦力。當(dāng)B與A發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，無論如何拉滑輪，B相對(duì)于地面是靜止的，所以B始終處于平衡狀態(tài)，拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，可以知道B受到的摩擦力為3N，方向向右。此滑輪是動(dòng)滑輪，繩子移動(dòng)速度是滑輪移動(dòng)速度的2倍，所以滑輪移動(dòng)速度為0.1m/s。若不計(jì)各種摩擦和滑輪重、彈簧測(cè)力計(jì)重、繩重等，A對(duì)繩子的拉力等于拉力F的一半，繩子拉物體A的力為5N，拉力的功率為1w10.（2020九上·鎮(zhèn)海月考）為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設(shè)置了如圖所示的滑輪組裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下的拉力拉繩時(shí)，物體的速度和物體上升的高度隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。（不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦）下列計(jì)算結(jié)果正確的是（

）A.0-1s內(nèi)，地面對(duì)物體的支持力是10N

B.1-2s內(nèi)，拉力做的功是187.5J

C.2-3s內(nèi)，拉力的功率是100W

D.2-3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率是62.5%【答案】B【解析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則拉力F移動(dòng)的距離s=3h。

（1）將滑輪組和物體看做一個(gè)整體，根據(jù)二力平衡的知識(shí)列出平衡關(guān)系式，結(jié)合滑輪組的工作特點(diǎn)計(jì)算出地面對(duì)物體的支持力；

（2）根據(jù)圖像確定2~3s內(nèi)拉力F的數(shù)值和物體運(yùn)動(dòng)的速度，結(jié)合滑輪組的特點(diǎn)計(jì)算出自由端移動(dòng)的速度，最后根據(jù)P=Fv計(jì)算出拉力做功的功率；

（3）使用滑輪組提升重物時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算出機(jī)械效率；

（4）由F-t圖象得出在1～2s內(nèi)的拉力F，由h-t圖象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用點(diǎn)下降的距離，利用W=Fs求此時(shí)拉力做功。

根據(jù)圖丙可知，0~1s內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的速度為0，即在地面上保持靜止?fàn)顟B(tài)。

由圖乙可知，在0～1s內(nèi)，拉力F=30N．取動(dòng)滑輪和重物為研究對(duì)象，受到向下的重力G和G動(dòng)，向上的支持力F支，及三根繩子向上的拉力F′作用，根據(jù)二力平衡的知識(shí)得到，

地面對(duì)重物的支持力F支=G+G動(dòng)-3F拉=100N+G動(dòng)-3×30N=G動(dòng)+10N，故A錯(cuò)誤；

由圖丙可知，在2～3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的速度v3=2.50m/s，拉力F3=40N，

拉力F的作用點(diǎn)下降的速度v3′=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s，

拉力做功功率P總=F3V3′=40N×7.5m/s=300W，故C錯(cuò)誤；

滑輪組的機(jī)械效率：，故D錯(cuò)誤；

在1～2s內(nèi)，拉力F2=50N，重物上升高度h2=1.25m

拉力F的作用點(diǎn)下降的距離s2=3h2=3×1.25m=3.75m，

拉力做的功：W=F2S2=50N×3.75m=187.5J，故B正確。故選B。題組B能力提升練1.用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升物體M質(zhì)量為76kg，M的體積為3×10﹣3m3，在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦力大小（g取10N/kg）。下面分析不正確的是（）此過程中，繩子自由端的拉力F大小為400N

B.動(dòng)滑輪重力為70N

C.當(dāng)物體M沒有露出水面時(shí)，動(dòng)滑輪下端掛鉤上繩子的拉力為730N

D.當(dāng)物體M沒有露出水面的過程中，該滑輪組提升貨物的機(jī)械效率為95%【答案】D【解析】A.由圖像可知，20秒內(nèi)F做的功為8000J，物體上升的距離為10m，繩子自由端拉力F移動(dòng)的距離為20m（動(dòng)滑輪上有2段繩子承擔(dān)），因此拉力F=W/S=8000J/20m=400N；故A正確，不符合題意；

B.物體在水中受到的浮力為F浮=ρ水V排g=103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N，G物=mg=76kg×10N/kg=760N，因此動(dòng)滑輪下端持鉤上繩子上的拉力為G物-F浮=760N-30N=730N，因此動(dòng)滑輪自重為G動(dòng)=2F-730N=2×400N-730N=70N；故B正確，不符合題意；

C.由以上分析計(jì)算已得動(dòng)滑輪下端掛鉤繩子的拉力為730N；故C正確，不符合題意；

D.物體在沒有露出水面的過程中，克服動(dòng)滑輪下端掛鉤繩子上的力做功是有用的，繩自由端F做功是總功，因此η====91.25%；故D錯(cuò)誤，符合題意。2.（2019?寧波模擬）如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過滑輪組拉著物體B，此時(shí)物體B保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)只用豎直向下4N的力F1拉重為2N的物體A時(shí)，物體B以0.2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)只用水平向左的力F2拉物體B時(shí)，物體A以0.3m/s速度勻速上升。若不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦，則下列判斷錯(cuò)誤的是（）A．物體B運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力為18NB．拉力F2大小為24NC．拉力F1的功率為0.8WD．拉力F2的功率為2.4W【答案】C【解析】由圖可知，連接動(dòng)滑輪繩子的股數(shù)n=3，

A、不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩擦，

當(dāng)B水平勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由力的平衡條件得物體B運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力：

f=n（F1+GA）=3×（4N+2N）=18N，故A正確；

B、水平向左勻速拉物體B時(shí)，因B對(duì)水平面的壓力不變、接觸面的粗糙不變，所以B受到的摩擦力仍然為18N，

由力的平衡條件可得拉力F2：F2=nGA+f=3×2N+18N=24N，故B正確；

C、用力F1豎直向下拉物體A時(shí)，物體A的速度：vA=nvB=3×0.2m/s=0.6m/s，

則拉力F1的功率：P1=F1vA=4N×0.6m/s=2.4W，故C錯(cuò)誤；

則拉力F2的功率：P2=F2vB′=24N×0.1m/s=2.4W，故D正確。3.如圖所示，用甲、乙兩滑輪組勻速向上提升重物，物重都為600牛，不計(jì)動(dòng)滑輪重及摩擦，繩子的拉力F甲為

牛；F乙為

牛。若將重物提高1米，則甲滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的距離為

米，乙滑輪組繩子的自由端移動(dòng)的距離為

米?！敬鸢浮?00；300；3；2【解析】（1）根據(jù)甲圖可知，承擔(dān)重力的繩子段數(shù)n=3，則自由端的拉力。根據(jù)乙圖可知，承擔(dān)重力的繩子段數(shù)n=2，則自由端的拉力；

（2）甲滑輪組繩子自由端移動(dòng)的距離s甲=n甲h=3×1m=3m；乙滑輪組繩子自由端移動(dòng)的距離s乙=n乙h=2×1m=2m。

4.（2020九上·嘉興期末）如圖是上肢力量訓(xùn)練示意圖，O點(diǎn)位于橫桿ab的中點(diǎn)(不計(jì)繩重、滑輪重力和摩擦)。（1）若人的質(zhì)量為60千克，則能拉起的配重最大質(zhì)量約為________千克。（2）人以0.15米/秒的速度用力向下拉，則配重上升速度為________米/秒。【答案】（1）180（2）0.05【解析】（1）首先根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算出a點(diǎn)產(chǎn)生的最大拉力，再根據(jù)滑輪組的工作特點(diǎn)計(jì)算出能夠拉起的最大重力，最后根據(jù)計(jì)算配重的最大質(zhì)量；

（2）首先根據(jù)杠桿的特點(diǎn)計(jì)算出a點(diǎn)上升的速度，再根據(jù)v=nv物計(jì)算配重上升的速度。

【解答】（1）根據(jù)圖片可知，杠桿的支點(diǎn)O在ab的中點(diǎn)，

那么動(dòng)力臂等于阻力臂，因此杠桿ab為等臂杠桿。

根據(jù)等臂杠桿的特點(diǎn)可知，a點(diǎn)的拉力與b點(diǎn)的拉力相等。

因此a點(diǎn)產(chǎn)生的最大拉力F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N；

根據(jù)可知，滑輪組能夠拉起的最大配重為：G=nF=3×600N=1800N；

那么拉起最大配重的質(zhì)量：。

（2）根據(jù)等臂杠桿的特點(diǎn)可知，a點(diǎn)的移動(dòng)速度與b點(diǎn)相同，即v=0.15m/s；

根據(jù)v=nv物可知，配重上升的速度為：。5.（2020九上·新昌期末）在建筑工地上，小明同學(xué)利用如圖所示的裝置，用35N的拉力使重為400N的物體A沿著水平地面勻速運(yùn)動(dòng)。A在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計(jì)繩重及滑輪組的摩擦，則動(dòng)滑輪所受重力

N；若增加物體A的重力，仍使物體A勻速運(yùn)動(dòng)，則該裝置的機(jī)械效率將

（選填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?5；增大【解析】（1）首先根據(jù)f=0.2G計(jì)算出物體A和動(dòng)滑輪連接的繩子上受到的拉力，再根據(jù)nF=G動(dòng)+f計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力；

（2）首先根據(jù)影響摩擦力的因素判斷物體A受到摩擦力的變化，再根據(jù)公式分析滑輪組機(jī)械效率的變化。

【解答】（1）物體A受到地面的摩擦力為f=0.2G=400N×0.2=80N；

當(dāng)動(dòng)滑輪向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到向上的3個(gè)拉力，向下的動(dòng)滑輪的重力和與A受到的摩擦力相等的繩子上的拉力，

即3F=G動(dòng)+f；3×35N=G動(dòng)+80N；解得：G動(dòng)=25N。

（2）增加物體A的重力，那么A對(duì)地面的壓力增大，則地面對(duì)A的摩擦力增大，根據(jù)可知，該裝置的機(jī)械效率增大。6.（2021九下·濱江開學(xué)考）工人用平行于斜面向上的500N的推力將重800N的物體勻速推上高1.5m的車廂，所用的斜面長是3m。斜面的機(jī)械效率為________，斜面對(duì)物體的摩擦力是________?！敬鸢浮?0%；100N【解析】（1）根據(jù)W總=Fs計(jì)算對(duì)物體做的總功，根據(jù)W有=Gh計(jì)算有用功，根據(jù)計(jì)算機(jī)械效率；

（2）根據(jù)W額=W總-W有計(jì)算出克服摩擦做的額外功，再根據(jù)計(jì)算斜面對(duì)物體的摩擦力?！窘獯稹浚?）對(duì)物體做的總功W總=Fs=500N×3m=1500J；

對(duì)物體做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；

那么斜面的機(jī)械效率為：。

（2）克服摩擦做的額外功W額=W總-W有=1500J-1200J=300J；

斜面對(duì)物體的摩擦力：。7.杭州市政府投巨資于民生工程，對(duì)背街小巷實(shí)施景觀改造。施工中，一建筑工人用滑輪組提升重為220N的泥桶，動(dòng)滑輪重為20N，不計(jì)摩擦及繩重（如右圖所示）。若工人在5s內(nèi)將泥桶勻速提高2m。求：（1）工人使用滑輪組時(shí)做的有用功為焦；（2）工人拉繩子的力為牛，拉力的功率為瓦；（3）滑輪組的機(jī)械效率為?！敬鸢浮浚?）440焦；（2）80牛96瓦；（3）91.7%（或92%）【解析】(1)工人使用滑輪組時(shí)做的有用功：W′=Gh=220N×2m=440J(2)工人拉繩子的力：F=（220N+20N）=80N拉力做的總功：W=Fs=80N×2m×3=480J，P=W=96W(3)滑輪組的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=91.7%8.（2021·江北模擬）如圖所示，拉力F為20N，物體A以0.1m/s的速度在表面足夠長的物體B表面做勻速直線運(yùn)動(dòng)；物體B靜止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為22N。拉力F的功率為

W，滑輪組的機(jī)械效率為

。【答案】4；75%【解析】（1）首先根據(jù)v=nvA計(jì)算出拉力移動(dòng)的速度，再根據(jù)P=Fv計(jì)算出拉力的功率。

（2）首先對(duì)物體B進(jìn)行受力分析，根據(jù)二力平衡的原理計(jì)算出A和B之間摩擦力的大小，然后根據(jù)機(jī)械效率的公式計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率。

【解答】（1）拉力移動(dòng)的速度v=nvA=3×0.2m/s=0.2m/s；

拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。

（3）物體B保持靜止?fàn)顟B(tài)，

它受到向左的A施加的摩擦力fAB，向右的地面施加的摩擦力f和測(cè)力計(jì)的拉力F拉，

根據(jù)二力平衡的條件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；

那么滑輪組的機(jī)械效率：。9.（2020九上·鎮(zhèn)海期末）18世紀(jì)，瓦特利用一匹馬勻速拉動(dòng)1000磅（約等于450千克）的重物，如圖所示。馬在1分鐘內(nèi)把重物提升了33英尺（約等于10米），瓦特就把這匹馬1秒鐘內(nèi)做的機(jī)械功稱1馬力。（不考慮繩重和摩擦）（1）根據(jù)馬拉重物的示意圖，下列分析正確的有

。(可多選)A.B滑輪是動(dòng)滑輪B.B滑輪可以省力

C.A，B滑輪均可以用來改變力的方向D.繩子自由端的移動(dòng)的距離等于重物上升的高度（2）“馬力”其實(shí)是________（填物理量的名稱）的單位，“1馬力”大約是________?！敬鸢浮浚?）C,D（2）功率；750W【解析】（1）①跟隨物體一起移動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪；不隨物體一起移動(dòng)的為定滑輪；

②定滑輪不省力不費(fèi)力，只能改變力的方向；動(dòng)滑輪不能改變力的方向，但是可以省力；

③④根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)分析判斷。

（2）物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫功率。首先根據(jù)W=Gh計(jì)算出做的功，再根據(jù)計(jì)算做功的功率即可。

【解答】（1）根據(jù)圖片可知，滑輪A和B都是固定的，不隨物體上下運(yùn)動(dòng)，都是定滑輪，它們不省力也不費(fèi)力，故A、B錯(cuò)誤；

A、B滑輪都能改變力的方向，但是不省距離也不費(fèi)距離，因此繩子自由端移動(dòng)的距離等于重物上升的高度，故C、D正確。

（2）這匹馬1秒鐘內(nèi)做的機(jī)械功稱1馬力，可見“馬力”表示做功的快慢，即為功率的單位。

馬對(duì)重物做功：W=Gh=450kg×10N/kg×10m=45000J；馬做功的功率：。

因此1馬力等于750W。

10.（2020九上·越城期末）小強(qiáng)用如圖所示裝置在10s內(nèi)將重為450N的貨物勻速提升2m，此過程中拉力F的功率為120W，不計(jì)繩子的重和滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦。求：（1）小強(qiáng)拉繩子的速度；（2）拉力F的大小；（3）動(dòng)滑輪的重力。【答案】（1）V物==0.2m/sv=3v物=0.6m/s（2）F==200N

（3）3F=G動(dòng)+G物

G動(dòng)=3F-G物=600N-450N=150N【解析】（1）首先根據(jù)計(jì)算物體上升的速度，再根據(jù)v=nv物計(jì)算小強(qiáng)拉繩子的速度；

（2）已知拉力的功率和速度，根據(jù)公式計(jì)算拉力F的大?。?/p>

（3）動(dòng)滑輪受到向上的3個(gè)拉力F，向下的物體重力G物和動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)，根據(jù)二力平衡的條件得到：3F=G動(dòng)+G物，據(jù)此計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力即可。

11.（2018?湖州）在拓展課上，小泉同學(xué)模擬某建筑工地上拉動(dòng)工件的情景，設(shè)置了如圖所示的滑輪組。他用該滑輪組在4秒內(nèi)將一個(gè)重為100牛的物體，沿著水平地面勻速拉動(dòng)了2米。人的拉力為18牛，物體移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，不計(jì)繩重及機(jī)械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。（2）人的拉力做功的功率。（3）動(dòng)滑輪受到的重力?！敬鸢浮浚?）人的拉力所做的功為72J。

（2）人的拉力做功的功率18W。

（3）動(dòng)滑輪受到的重力為1N?！窘馕觥浚?）由圖知，n=2，則繩端移動(dòng)的距離：s繩=ns物=2×2m=4m，

人的拉力所做的功：W=Fs繩=18N×4m=72J；

（2）拉力F做功的功率：

（3）因?yàn)槲矬w移動(dòng)時(shí)受到地面的摩擦力為物重的0.35倍，

所以物體受到的摩擦力：f=0.35G=0.35×100N=35N；

因物體勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力F拉和摩擦力是一對(duì)平衡力，

所以，滑輪組對(duì)物體的拉力：F拉=f=35N，

G動(dòng)=nF-F拉=2×18N-35N=1N題組C培優(yōu)拔尖練1.（2021九下·紹興月考）如圖所示，站在小車上的男孩在繩子末端施加50N的水平拉力F，物體M和小車在水平地面上做相向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體M速度為0.2m/s，小車速度為0.3m/s，則地面對(duì)物體M的摩擦力為

N，2s后小孩拉繩做的功為

J．（不計(jì)繩重、滑輪重以及繩與滑輪的摩擦）【答案】150；150【解析】（1）使用滑輪組水平拉動(dòng)物體時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算物體M受到的摩擦力；

（2）首先根據(jù)s1=vt計(jì)算出人相對(duì)物體移動(dòng)的距離，再根據(jù)s2=ns1計(jì)算繩子自由端移動(dòng)的距離，最后根據(jù)W=Fs2計(jì)算小孩做的功。

【解答】（1）由圖知，有3股繩子承擔(dān)摩擦阻力，根據(jù)可知，地面對(duì)物體M的摩擦力f=nF=3×50N=150N；

（2）由題知，物體M速度v物=0.2m/s，小車速度v車=0.3m/s，

繩子自由端移動(dòng)的相對(duì)速度：v=v車+v物=0.3m/s+0.2m/s=0.5m/s，

2s后人相對(duì)于物體移動(dòng)的距離：s1=vt=0.5m/s×2s=1m，

繩子自由端移動(dòng)距離：s2=3s1=3×1m=3m，

小孩拉繩做的功，W=Fs2=50N×3m=150J。2.用如圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩慢上升．（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為_______,鉤碼總重為，鉤碼上升高度為，測(cè)力計(jì)移動(dòng)路離為，則杠桿的機(jī)械效率為________%，請(qǐng)寫出使用該杠桿做額外功的一個(gè)原因_________________．（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在、兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到如表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼總重鉤碼移動(dòng)距離拉力測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離機(jī)械效率1點(diǎn)1．50．100．70．3071．42點(diǎn)2．00．151．20．3083．3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出：“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：________________請(qǐng)簡要說明兩條理由：①_______;②________．【答案】（1）0．5（1分）；66．7；由于使用杠桿時(shí)需要克服杠桿自重（克服摩擦力）做功；（2）不能，①兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼沒有掛在同一位置，②同時(shí)改變兩組條件，數(shù)據(jù)不宜直接比較（或僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的）?！窘馕觥?1)由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N.在實(shí)驗(yàn)過程中，有用功是：=Gh=1.0N×0.1m=0.1J，總功是：=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，所以杠桿的機(jī)械效率是：η=×100%=×100%≈66.7%，利用杠桿提升物體時(shí)，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功；(2)分析機(jī)械效率的影響因素應(yīng)采