滑輪、斜面及機(jī)械效率(原卷版)-2023年中考物理考點專練(知識清單＋基礎(chǔ)＋拔高)

專題14滑輪、斜面及機(jī)械效率

定滑輪動滑輪滑輪組

中間的軸固定的滑和重物一起的滑

定義定滑輪和動滑輪的一O

輪。輪。

實質(zhì)杠桿

的省力杠桿。

\\、\\\\\\\呼

〃〃〃//

夕

變形或圖口

示〃〃J〃AX

點r

F,□

不省—但是—動力省—的力，但一既一又能一動力的方

特點

的方向。改變動力的方向。向。

尸移動距

離(s)和G

s=h5=2力s=nh

移動距離

S)關(guān)系

考點2斜面與輪軸

具體內(nèi)容

定義一個與水平面成一定夾角的傾斜平面

省力機(jī)械

1

斜面

特點

如圖，用戶表示力，S表示斜面長，〃表示斜面高，物重為G。

理想情況下，根據(jù)功的原理，得卬=Fs=G〃，變形得

________。當(dāng)/Z一定時，斜面越長越—，例如盤山公路。

實例飲料瓶瓶蓋、________、螺旋千斤頂?shù)取?/p>

由—和一組成，能繞共同軸線轉(zhuǎn)動的簡單機(jī)械叫做輪軸；半

定義

徑較大的是輪，半徑較小的是軸。

能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的一，支點就在軸線，輪軸在轉(zhuǎn)動時輪與軸有相

同的一。

如皆m所示,R為輪半徑，r為軸半徑，吊為作用在輪上的力，巳

輪軸

為《E用在中由上的力，根據(jù)杠桿平衡條件，有________（動力x輪半

徑=邛且力X軸半徑）。可知：當(dāng)動力作用在輪上，則輪軸為一杠

實質(zhì)

桿;當(dāng)動）J作用在軸上，則輪軸為一杠桿。

€

A

1

交考點3機(jī)械效率的計算

知識點具體內(nèi)容說明

使用機(jī)械時，完成工作目的必須做

有用功（1）有用功總___總功，所以

的功，用W行表示。

機(jī)械效率總小于1,通常用百

種

分?jǐn)?shù)％表示。

額外功

并非需要，又不得不做的功，用

功W額表不O(2)提高機(jī)械效率的方法：減

小________、減小機(jī)件間的

有用功與額外功的和，也是作用在

一、增大一。

總功機(jī)械上的動力做的功：W&=Fs=

w(,+w

機(jī)械

一Wh

有用功跟總功的比值，用公式表示為〃=謨％100%,實際中〃<1。

效率

(1)被提升的物重：物重增加，機(jī)械效率提高；(2)動滑輪重：動滑

影響機(jī)滑輪組

輪增加，機(jī)械效率減小；(3)繩重和摩擦。

械效率

(1)斜面的傾斜程度：斜面越陡，機(jī)械效率越高。

的因素斜面

(2)斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，機(jī)械效率越低。

箜實驗1測量滑輪組的機(jī)械效率

1.實驗器材：一盒鉤碼、(材料不同的)兩組滑輪、鐵架臺、、?

2.實驗方法：。

3.實驗結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的重力、滑輪組的自身結(jié)構(gòu)以及摩擦有關(guān)。

(1)在滑輪組的自身結(jié)構(gòu)相同時，提升的物體重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越—。

(2)在提升的物體重力相同時，滑輪組自身的結(jié)構(gòu)越簡單，滑輪組的機(jī)械效率越—。

4.問題探究：

(1)實驗中，應(yīng)怎樣拉動彈簧測力計*為什么要這樣做？

(2)如何探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系？

（3）如何探究滑輪組的機(jī)械效率與滑輪組的自身結(jié)構(gòu)的關(guān)系？

（4）實驗結(jié)束后，如何計算總功、有用功、額外功？

①卬總=（/是繩端的拉力，s是繩端通過的距離）；

②卬有=________（G是提升鉤碼的重力，h是鉤碼被提升的高度）；

③W額=________________o

基礎(chǔ)檢測（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，分別用力F/、危、B勻速提起物體A,若不計摩擦，關(guān)于三個力的大小關(guān)

系，下列選項中正確的是（）

A.F]<F2<F3B.F1>F2>F3C.F?>F產(chǎn)F3D.F1=F2=F3

2.盤山公路是在高山上修建的公路，彎彎曲曲，如圖所示。要研究汽車在它上面運動時的

做功和受力情況，物理學(xué)中把它抽象為一種模型，此模型是（）

A.杠桿B.斜面C.定滑輪D.動滑輪

3.以下是同學(xué)們對機(jī)械效率的一些理解，其中正確的是（）

A.越省力的機(jī)械，其機(jī)械效率一定越高

B.機(jī)械效率越高，機(jī)械做功一定越快

C.功率越大的機(jī)械做功一定越多

D.做有用功越多的機(jī)械，機(jī)械效率不一定越高

4.如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細(xì)繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端

分別施加B和a的拉力，在相同時間內(nèi)將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩

重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）

甲乙

A.拉力F/小于拉力廠2

B.甲繩子自由端移動速度小于乙繩的

C.甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機(jī)械

D.甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等

二、填空題

5.在我國古代，簡單機(jī)械就有了許多巧妙的應(yīng)用。如圖甲所示，護(hù)城河上安裝的吊橋，在

拉起吊橋過程中，滑輪C屬于（選填"定"或"動"）滑輪，吊橋可看作支點為

（選填或"C"）點的杠桿。如圖乙所示，用滑輪拉著一重為50N的物體豎直

向上勻速運動，利用該滑輪能省（選填"力"或"功"）o若滑輪重10N,不計繩重

6.如圖是放在桌面上的一種吸盤式水果削皮器。手搖的部位相當(dāng)于一種簡單的機(jī)械

（選填"斜面"或"輪軸"）:削皮刀片做得很鋒利是為了壓強(qiáng)。

7.如圖所示，工人沿斜面用30N的推力把一箱重為60N的貨物從斜面底端緩慢勻速推進(jìn)

車廂，斜面高1.2m,機(jī)械效率為60%,則此斜面的長度為m。

8.在建筑工地上，小明同學(xué)利用如圖所示的裝置，用25N的拉力使重為300N的物體A沿

著水平地面勻速運動，A在運動時受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計繩重及

滑輪組的摩擦，則動滑輪所受重力N,該裝置的機(jī)械效率為,若增加物體A

的重力，仍使物體A勻速運動，則該裝置的機(jī)械效率將（選填"增大"、"減小"或"不

變。

三、實驗題

9.如圖是小海同學(xué)"研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗裝置。他按圖示提起鉤碼時注意保持

測力計勻速移動，分別測得一組數(shù)據(jù)如下表所示

鉤碼重鉤碼升高高度測力計示數(shù)測力計移動距離

G/Nh/mF/NS/m

甲0.980.20.980.2

乙0.980.21.020.2

丙0.980.20.550.4

請你分析：

（1）比較測力計示數(shù)的大小，可知：使用動滑輪的好處是

（2）比較測力計拉力的方向，可知：使用定滑輪的好處是

（3）把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實驗測力計移動的距離，可知：使用動滑輪

10.小金用如圖所示的裝置研究某斜面的機(jī)械效率與木塊重力大小之間的關(guān)系，實驗時控

制木塊與斜面的粗糙程度都相同，部分實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗斜面傾木塊重機(jī)械

斜面高度沿斜面拉力斜面長有用功總功

、，心h/mF/Ns/m

次數(shù)角G/NW//J效率〃

130°1.00.50.71.00.50.771.4%

230°2.00.51.41.0①

1.01.4

330°3.00.52.11.01.52.171.4%

（1）表中空格①的值是;

（2）小明分析實驗數(shù)據(jù)得出的初步結(jié)論是：在斜面傾角和木塊與斜面的粗糙程度不變時,

斜面機(jī)械效率與木塊重力大小無關(guān)。對此，你對小明有何建議？

（3）為提高測量的準(zhǔn)確度，在用彈簧秤測拉力時，需要注意的事項是（寫一條即

可）。

四、計算題

11.工人用如圖所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪與鋼繩間的摩擦力及

繩重忽略不計。若某一次工人將重800N的建材勻速豎直向上提升了6m,所用的拉力為

300N,求：

（1）動滑輪的重力；

（2）鋼繩自由端移動的距離；

（3）當(dāng)所運送建材的重為1100N時，工人作用在繩子上的拉力。

12.水平地面上放置重為300N、邊長為0.2m正方體物塊，如圖甲所示?，F(xiàn)用斜面將物塊

由底端勻速拉到頂端，如圖乙所示。已知平行于斜面的拉力廠為180N,物體移動的距離為

5m,升高2m,用時5s。g取10N/kg。求：

（1）物塊對水平地面的壓強(qiáng)；

（2）拉力的功率；

（3）斜面的機(jī)械效率。

五、綜合題

13.小芳探索人體內(nèi)的杠桿，發(fā)現(xiàn)脖子里有一根杠桿，將腦袋往后仰時，頸關(guān)節(jié)相當(dāng)于杠

桿的支點，如圖是她畫的簡化圖，幫助人把腦袋往后仰的輸出力、脖子后面的肌肉提供的

輸入力如圖所示。

圖i檢人力

⑴請在如圖中畫出輸入力的力臂；（）

（2）小明認(rèn)為：杠桿在小芳畫的輸入力和輸出力的作用下，該杠桿不能平衡。若要平衡，輸

出力必須如圖所示那樣換為杠桿受到的阻力。你覺得（選填"小芳"或"小明"）的

杠桿在如圖所示兩個力作用下能平衡；

⑶在上述正確的杠桿平衡圖中，根據(jù)公式,可判斷輸入力輸出力（選填

"大于"、"等于"或"小于。

拔高檢測（限時30min）

一、單選題

1.甲裝置中，空吊籃A重25N,B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為

100N。小壯將A提升到高處，施加拉力尸隨時間變化關(guān)系如圖乙，A上升速度隨時間變化

關(guān)系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）

甲乙丙

A.動滑輪所受的重力為15N

B.在1~2s內(nèi)克服滑輪重做的額外功為30J

C.此裝置最多能勻速運載160N重的貨物

D.此裝置運載貨物最高機(jī)械效率為92.5%

2.如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面

高為/?,斜面長為s,且5=3/7,物體所受重力為G,斜面的機(jī)械效率為50%,若物體受到

的拉力和摩擦力分別用尸和f表示，則（）

G2G廠2G,2G絲產(chǎn)尸色

A.F=B.F=——f=——C.F=9D,F=5

V333326

3.如圖所示是使用不同機(jī)械勻速提升同一物體的四種方式（不計機(jī)械自重和摩擦），其中

所需動力尸最大的是（）

4.如圖所示，斜面長10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,將一個質(zhì)量為50kg的貨

物由斜面底端勻速推到頂端，運動過程中摩擦力做功500J,下列說法正確的是（)

A.機(jī)械效率為75%B.尸3=00N

C.摩擦力為50ND.推力做的總功為3000J

二、填空題

5.如圖中所小，框內(nèi)是由〃個相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質(zhì)量為

27kg的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，不計繩重和

摩擦，則滑輪組中動滑輪重N,拉力的功率為W,該滑輪組的機(jī)械效率為

6.斜面是一種簡單機(jī)械，它在生活中的應(yīng)用非常廣泛。如圖所示，將一箱重為600N的貨

物從2.4m長的固定斜面勻速拉到高為1.2m的貨車上，所用拉力尸=400N,則該物體受到

斜面的摩擦力是N。

7.建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G=900N,不計繩重和摩

擦，當(dāng)繩子自由端的拉力尸=400N時，可將重物勻速提升2m。在此過程中，拉力廠做功

J，滑輪組的機(jī)械效率為:若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%,需要用此滑

輪組提升N的重物。

8.質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓。已知工人在lmin內(nèi)將貨勻速

提高6m,作用在鋼繩的力為400N,滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力的變化如圖乙所示（機(jī)

械中摩擦和繩重均不計）作用在鋼繩上的拉力的功率為W,動滑輪的重力為

N,提起貨物的最大重力為N。

三、實驗題

9.同學(xué)們?yōu)榱颂骄俊笆褂脛踊喌氖　①M力情況"，裝置如圖甲所示。實驗過程中，曉彤多

次改變所掛鉤碼的個數(shù)，分別記下每次所掛鉤碼的重力及對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)，并將所

測得數(shù)據(jù)填寫在表格中：

甲乙丙

實驗次數(shù)12345678

所掛鉤碼重G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0

彈簧測力計示數(shù)

0.81.0131.51.82.02.32.5

F/N

動滑輪重Go/N1.0

（1）曉彤使用動滑輪提升鉤碼的過程中的注意事項是;

（2）用同一動滑輪勻速提升同一重物，若采用如圖乙、丙所示的兩種提升方法，則

FiF2;（選填">"、"<"或"="）

（3）分析實驗數(shù)據(jù)，在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下，可以得出彈簧測力計的示數(shù)

F與鉤碼的重力G以及動滑輪的重力G。的關(guān)系式為；

（4）在分析數(shù)據(jù)時，曉彤畫出了G。、G、F與實驗次數(shù)的圖像，請你根據(jù)圖像寫出曉彤探

究的結(jié)論。（）

10.瘋狂物理實驗小組在測滑輪組機(jī)械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，裝置如圖19

所示。

實驗次數(shù)物理量123

鉤碼重G/N446

鉤碼上升高度

0.10.10.1

h/m

繩端拉力F/N1.81.62.4

繩端移動距離

0.30.4

s/m

機(jī)械效率〃74.1%62.5%

G動/N

甲乙丙丁

（1）實驗中應(yīng)沿豎直方向緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼上升；

（2）小組同學(xué)用第1次實驗中使用的裝置做第3次實驗，表中第3次實驗中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)

為：繩端移動距離s=m,機(jī)械效率〃=%；

（3）如采用圖丙裝置，改變動滑輪重，提升同一物體進(jìn)行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如

圖丁的圖像，分析可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率

（選填"越高"、"不變"或"越低"）；分析圖像中的A點可知，被提升物體所受

的重力為N（忽略繩重和摩擦）。

（4）若每個滑輪的質(zhì)量為100g,則第二次實驗中克服摩擦做的額外功為J。

（不計繩重）

（5）如圖丙所示，將滑輪組換一種繞繩方法，提升相同的物體時，滑輪組的機(jī)械效率變

小，試著分析原因O

（6）物理學(xué)中把機(jī)械對重物施加的力與人對機(jī)械施加的力的比值叫作機(jī)械效益M4,用于

比較不同機(jī)械的省力程度?，F(xiàn)用圖甲所示滑輪組勻速提升重物，不計繩重和摩擦。則下列

描述滑輪組的機(jī)械效率〃與機(jī)械效益AM、機(jī)械效益AM與物體重力G的關(guān)系圖線中，可

能正確的是..

（7）某同學(xué)在實驗中損壞了彈簧測力計，無法測量鉤碼重力為8N時的機(jī)械效率，他認(rèn)為

可以利用現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)計算出動滑輪的重力，再利用井=「-就