教育专题：12、滑轮和机械效率

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1、课题12：滑轮和机械效率l1l2F2F1知识点:（一）滑轮的作用1、定滑轮：定义：在使用时轴的位置固定不动的滑轮。实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离SF(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)F1l1F2l22、动滑轮：定义：在使用时轴的位置随被拉重物一起运动动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G只忽略轮轴间的摩擦则 拉力F= (G物

2、+G动)绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)3、滑轮组定义：由若干定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力（为物重量，为滑轮重量）绳子自由端移动距离SF(或vF)=n倍的重物移动的距离SG(或vG)组装滑轮组方法：首先根据公式 （为物重量，为滑轮重量）求出绳子的股数。然后根据“奇动偶定”的原则。结合题目的具体要求组装滑轮。（二）机械效率1、有用功是在使用机械时，对我们有用的功。W有2、额外功是使用机械时，对我们没有用的功，但又不得不做的功。W额3、总功是人

3、们对机械做的功。W总4、总功等于有用功与额外功的和叫总功。5、有用功与总功的比值叫机械效率。用公式表示。由于有用功只占总功的一部分，因而机械效率总小于1。（任何机械可以省力，但不能省功）6、在实验中测滑轮组的机械效率时，并且用弹簧秤拉绳子的自由端时应匀速直线运动。7、实验中要测得的量有：物体的重力，物体拉力，拉力移动的距离和重物上升的高度。8、同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高。减小机械的自重 、摩擦力可以提高机械效率。教学笔记 基础提升1、滑轮在使用时，如果它的轴_，这种滑轮叫定滑轮，使用定滑轮能够_，但是不能 _，它实质上是一个 _的杠杆.2、有一种滑轮，它的轴可以随物体_，这种滑

4、轮叫动滑轮，使用动滑轮能够_，但要_.它的实质是 _.3、斜面是一种_，使用斜面的好处是_，斜面高度一定时，斜面越_使用它就越_.4、将定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组，使用它既可以_，又能够 _.5、如图，A、B两个滑轮中，A是 _滑轮，B是_滑轮，在不考虑滑轮重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是90 N，匀速移动物体，水平拉力F为 _N.6、用桶从井中打水，对水做的功是_功，对桶做的功是_功，人对绳子所做的功是_功；如果桶掉到水井里，需要从进中将桶捞上来，那么对水做的功是_功，对桶所做的功是_功。7、有用功跟总功的比值叫_，机械效率的计算公式是_。有用功总是_总功，所以机械效率总是小于_

5、。如果总功是800J，有用功是600J，机械效率就是_。8、只能省力不会费力的简单机械是（ ）A.杠杆B.轮轴C.斜面D.定滑轮9、骑自行车上坡走“S”形路线，这样做的好处是（ ）A.省距离B.省力C.费力，但省时间D.以上说法都不对10、如图所示，弹簧秤下挂着一个重为1 N的滑轮，滑轮上用细线挂着一个1 N的小球和一个10 N重的物体，小球悬在空中，物体落在桌面上，整个装置都是静止的，这时弹簧秤的读数是（ ）A.2 N B.3 N C.11 N D.12 N11、如图所示，使用定滑轮提升重物，当分别在A方向、B方向和C方向拉重物时（ ）A.A方向拉力最小B.B方向拉力最小C.C方向拉力最小D

6、.三个方向拉力都一样12、下列关于机械效率的说法中，正确的是( )A做功多的机械，机械效率一定高 B单位时间内做的功越多，机械效率越高C使用机械的目的是为了提高机械效率 D使用任何机械，它的机械效率都小于1ABCD13、用图所示的滑轮或滑轮组，将同一物体匀速提高h，最省力的是（滑轮重和摩擦不计）( )教学笔记 14、如下图所示的四种机械装置中，不能省力的装置是( )A自行车的脚踏板 B旗杆顶的定滑轮 C水管上的水龙头 D大门上的门把手15、（1）如图1，通过滑轮组向下用力提升物体，请画出滑轮组的绕线（2）请你在图中画出最省力的绕绳方法（3）请在图中用笔画线，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法（4

7、）如图所示，在A处或B处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力。添加滑轮并完成滑轮组绕法。答案： 图1 图2 图3 图4（5）如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。A16、如图是某工人用滑轮组提升重物，工人用360N拉力将重为600N的重物匀速提升10m，需要时间50s。求：（1）有用功；（2）总功；（3）额外功；（4）机械效率；（5）工人做功的功率。17、某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 （1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑

8、轮组的机械效率越 。 （2）第3次实验中所做的有用功是 J，机械效率是_。 （3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，对动滑轮所做的额外功 ，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小 。 （4）综合上述结论，提高机械效率的方法有 有用功， 额外功。教学笔记 能力提升1、工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图1所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。其中最省力的方案是（ ）2、同一物体沿相同水平地面被匀速移动，如下图所示，拉力分别为F甲、F乙、F丙，不记滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则 （ ）A、F甲F乙、F丙 B、F甲F乙、F丙

9、 C、F甲F乙、F丙 D、F甲F乙、F丙 3、如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）A、F1F2F3 B、F1F2F3 C、F2F1F3 D、F2F1F3F1F2F3 4、如图所示装置中，若拉力F=4N，则甲、乙两弹簧的读数分别为( )A8N，8N B.12N，8N C8N，12N D12N，12N5、有一滑轮组由三根绳子与动滑轮连接，已知动滑轮重20N，提起物体重70N，不计绳重和摩擦，则使重物匀速上升时所用的拉力( ) A90N B50N C270N D30N6、下列关于机械效率的说法正确的是（ ）A机械

10、效率不可能达到100B随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100C滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率7、如图所示，不计摩擦，把重G =16N的物体匀速提起所用的拉力F =10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是A动滑轮重4N B使该用动滑轮要费距离C该动滑轮的机械效率为80% D提升物体的速度越快，机械效率越高8、如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 （ ）A.45N、50% B.45N、75% C.60N、50% D.60

11、N、75%9、使用动滑轮能省（选填“力”、“功”或“距离”）用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时，动滑轮的机械效率为75%，若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此教学笔记 动滑轮的机械效率为%（不计绳重和摩擦）10、写出下列图中各个情况时拉力的大小：（物体的重用G表示，滑轮的重用G1表示,绳重和摩擦不计。）11、如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为 ；若仅使倾角逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐 （选填“增大”、“不变”或“减小”）12、 用图甲

12、所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为 N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是 N，滑轮组的机械效率为 （不考虑绳重和摩擦）13、如图所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，绳子自由端移动了 m，拉力做的功是_J，拉力的功率是_W。14、测量滑轮组机械效率的装置如图所示用5N拉力F将重为8N的物体匀速提升0.5m，用时4s，拉力做的总功W总= J，有用功W有用= J，滑轮组机械效率 = ，拉力的功率P= W15、一台起重机将重1800

13、N的货物提高4m，做的有用功为 J，如果额外功是4800J，总功为 J，机械效率为 16、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6N。（1）实验时沿 方向拉绳子自由端最省力，且应 拉 动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的 示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是 。（2）若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”，不计摩擦）。17、如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N，（不汁绳重及摩擦）（1）对重物做的有用功是多少？（2）人拉绳子做功的功率是多少？（3）如果用此滑轮组匀速提

14、升一个重为300N的物体，则拉力是多少？滑轮组的机械效率是多少？教学笔记 中考链接1、（2015岳阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率12100.83083.3%24101.53036103090.9%（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）。（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N。（3）分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“高”或“低”）。（4）根据实验结论推

15、测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 （只填序号）。A71.6% B82.4% C92.1%2、（2015盐城）如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，求：（1）重物受到的拉力大小；（2）拉力F的功率；（3）动滑轮的机械效率3、（2015齐齐哈尔）小华用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为60kg，在F=50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍求：（1）货箱的重力是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）货箱运动了1min，克服摩擦所做的功是多少？（4）此滑轮组的机械效率是多少？教学后记： 教学笔记