中考物理总复习 第7讲 简单机械 第二节 滑轮 滑轮组课件

第7讲简单机械 第二节滑轮滑轮组 玩转重庆10年中考真题 命题点1 滑轮组及其机械效率的相关计算 1 2011重庆7题3分 如图所示 用拉力F使物体竖直匀速上升 下列说法正确的是 A 对物体做的功是额外功B 拉力F做的功是有用功C 拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D 增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率 第1题图 解析 该题中滑轮组对物体做的功为有用功 拉力F做功是总功 故A B两项错误 滑轮组是由3段绳子承担物重的 所以s 3h 故C项错误 额外功是由于动滑轮的重力产生的 即W额不变 物重增加 W有增大 故 增加 所以选项D正确 故选D 答案 D 3 2017重庆A卷7题3分 工人师傅用图中所示的滑轮组 将重为800N的物体缓慢匀速竖直提升3m 人对绳端的拉力F为500N 不计绳重和滑轮转轴处的摩擦 则 A 绳子自由端移动的距离为9mB 动滑轮的重力为200NC 人通过滑轮组做的有用功为1500JD 滑轮组的机械效率为53 3 第3题图 解析 由图可知 承担物体重力绳子的段数n 2 则绳子自由端移动的距离s nh 2 3m 6m A错误 由F G G动 可得 500N 800N G动 解得 G动 200N B正确 人通过滑轮组做的有用功W有 Gh 800N 3m 2400J C错误 人通过滑轮组做的总功W总 Fs 500N 6m 3000J 则滑轮组的机械效率 80 D错误 故选B 答案 B 5 2017重庆B卷7题3分 工人师傅利用如图所示的两种方式 将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离 F1 F2始终沿竖直方向 图甲中OB 2OA 图乙中动滑轮重为60N 重物上升速度为0 01m s 不计杠杆重 绳重和摩擦 则下列说法正确的是 A 甲乙两种方式都省一半的力B 甲方式F1由150N逐渐变大C 乙方式机械效率约为83 3 D 乙方式F2的功率为3W 第5题图 解析 甲图中动力臂是阻力臂的两倍 根据杠杆的平衡条件可知 动力应为阻力的二分之一 即F1 150N 所以甲图会省一半的力 乙图中由三段绳子连接动滑轮 n 3 F2 G G滑 300N 60N 120N 150N 所以乙图不是省一半的力 A错误 甲图中由于F的方向始终竖直向下 与阻力的方向平行 所以动力臂始终为阻力臂的两倍 所以动力始终为阻力的一半 即F1 150N保持不变 B错误 乙图的机械效率为 83 3 C正确 F2的功率为P F2v绳 F2nv物 120N 3 0 01m s 3 6W D错误 故选C 答案 C 6 2013重庆B卷11题2分 用如图所示滑轮组提升正方体物体 动滑轮重2N 不计摩擦和绳重 物体边长为0 1m 密度为2 103kg m3 物体的质量是 kg 作用在绳端的拉力F为 N时 物体对水平地面的压强为600Pa 第6题图 解析 物体的质量m V 2 103kg m3 0 1m 3 2kg G mg 2kg 10N kg 20N 物体对地面的压力为F pS 600Pa 0 1m 2 6N 即地面对物体的支持力为6N 拉力F G G动 F 20N 2N 6N 8N 答案 28 7 2014重庆A卷11题2分 科学家最新揭秘 明代工人在建造故宫时 利用道路冰面泼热水充当润滑剂来实现巨石的搬运 在泼热水的冰面上 只需要用2 4 104N的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动 巨石受到的摩擦力约为 N 若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石 拉力F为2 104N 则滑轮的机械效率是 第7题图 解析 由于巨石做匀速直线运动 处于平衡状态 拉力F和摩擦力f为一对平衡力 故巨石受到的摩擦力f F 2 4 104N 由题意可知 巨石受到的摩擦力f 2 4 104N 若拉力F 2 104N时 n 2 s2 ns1 故滑轮的机械效率 60 答案 2 4 10460 8 2016重庆A卷11题2分 某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物 人对绳的拉力F为400N 能将75kg的物体以0 1m s的速度匀速提升 则拉力F的功率为 W 此时滑轮组的机械效率为 不计绳重和摩擦 第8题图 解析 由题图可知 承担物重的绳子段数n 3 则绳子自由端移动的速度v拉 nv物 3 0 1m s 0 3m s 拉力F的功率P拉 Fv拉 400N 0 3m s 120W 物体的重力G mg 75kg 10N kg 750N 此时滑轮组的机械效率 62 5 答案 12062 5 12 2015重庆B卷19题8分 有一质量为60kg 底面积是0 5m2的物体先静置在水平地面上 然后工人用如图所示的装置在20s内将物体匀速提升2m 已知拉力F的大小为400N 在此过程中不计绳重和摩擦 g取10N kg 求 第12题图 1 物体静置时对水平地面的压强 解 1 物体对水平地面的压力F G mg 60kg 10N kg 600N静置时物体对水平地面的压强p 1200Pa 2 滑轮组的机械效率 解 2 由题图可知 承担物重的绳子段数n 2滑轮组的机械效率 75 3 拉力F的功率 解 3 拉力F的总功W总 Fs 400N 2m 2 1600J拉力F的功率P 80W 命题点2 探究影响滑轮组机械效率的因素 13 2009重庆17题6分 在 探究影响滑轮组机械效率的因素 实验中 某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验 实验数据记录如下 第13题图 1 在表中的空格处填上适当的数据 机械效率用百分数表示 保留一位小数 解析 1 由 100 100 得 第二组实验中 2 100 100 100 88 9 s3 3h 3 10cm 30cm 由题图可得 F3 2 2N 答案 88 9 2 230 2 在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计 匀速 3 从实验数据分析得出 使用同一滑轮组 可以提高滑轮组的机械效率 增加物重 4 滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关 请你作出恰当的猜想 滑轮组的机械效率与 有关 写出一种影响因素即可 动滑轮的质量 考点梳理 滑轮滑轮组 滑轮 机械效率 滑轮 等臂 改变力的方向 不省力也不省距离 省力 省力 不能改变力的方向 省力 改变力的方向 滑轮组的绳子绕法 奇动偶定 F G s h s 2h s 3h 滑轮 机械效率 计算公式 W有表示有用功 指无论是否使用机械必须要做的功 W总表示总功 为有用功与额外功之和 W额表示额外功 指使用机械时 并非我们需要又不得不做的功 滑轮的机械效率 滑轮的机械效率 Gh Fnh nh 使用任何机械都不能省功且都不可避免地要做额外功 有用功总是 总功 机械效率总小于1 小于 滑轮的机械效率 重难点突破 例1如图所示 不计绳重和摩擦 把一个重为20N 底面积为0 5m2的物体沿竖直方向在5s内匀速提升2m 所用拉力为13N 例1题图 1 物体匀速提升的速度为 m s 绳子自由端移动的距离为 m 速度为 m s 解析 1 物体匀速提升的速度为v 0 4m s 由题图可知动滑轮上绳子的段数为2 则绳子自由端移动的距离s绳 2h 2 2m 4m v绳 2v 2 0 4m s 0 8m s 0 4 4 0 8 2 当物体静止在地面上时 对地面的压强为 Pa 解析 2 当物体静止在地面上时 对地面的压力即为物体的重力 即F压 G 20N 物体对地面的压强为p 40Pa 40 3 动滑轮重为 N 解析 3 绳子自由端的拉力F拉 G G动 即13N 20N G动 解得G动 6N 6 4 5s内拉力F做的功为 J 功率为 W 解析 4 5s内拉力做的功为W Fs绳 13N 4m 52J 功率为P 10 4W 52 10 4 5 提升重物的过程中所做的额外功为 J 解析 5 额外功为克服动滑轮重所做的功W额 G动h 6N 2m 12J 12 6 滑轮组的机械效率为 解析 6 滑轮组的机械效率为 100 100 100 76 9 76 9 7 如果人的体重为500N 拉动过程中绳始终未断裂 则此滑轮组能提升的最大物重为 N 解析 7 由题意可知最大拉力不能大于人的重力 所以Fmax 500N Fmax Gmax G动 即500N Gmax 6N 解得 Gmax 994N 994 例2如图所示滑轮组 每个滑轮重50N 用这个滑轮组把质量为45kg的重物在2s内匀速提升2m 不计绳重和摩擦 则拉力F的功率为 W 滑轮组的机械效率为 若增加所挂物体的重力 该滑轮组的机械效率将 选填 变大 变小 或 不变 g取10N kg 例2题图 解析 拉力F G物 G动 450N 50N N 拉力做的功W Fs N 3 2m 1000J 拉力F的功率P 500W 滑轮组的机械效率 100 100 100 90 由s nh物和F G物 G动 得 100 100 100 所以增加所挂物体的重力 滑轮组的机械效率变大 答案 50090变大 1 确定承重的绳子段数n 可用隔离法来确定 如图所示 先画线 后确定n值 2 绳子自由端移动的距离和物体移动的距离的关系为s nh物 3 求有用功 W有 Gh物 竖直方向克服物重做功 4 求总功 W总 Fs F为动力 5 求机械效率 100 计算滑轮组机械效率的方法 实验突破 实验 测量滑轮组的机械效率 命题点 1 弹簧测力计的读数2 弹簧测力计匀速拉动的目的 利用二力平衡 使拉力等于 3 绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系 s nh 弹簧测力计的示数 实验视频 4 滑轮组机械效率的影响因素 与物体的重力 动滑轮的重力 绳子与滑轮之间的摩擦力有关 与重物提升高度 绕线方式无关 5 控制变量法的应用a 探究滑轮组的机械效率与所吊重物重力大小的关系 控制滑轮组的绕线方式 改变滑轮组所吊钩码的 相同 重力 b 探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系 控制滑轮组所吊钩码的 相同 改变动滑轮的数量或换重力不同的动滑轮 6 机械效率的计算 100 100 7 提高机械效率的方法 a 增加提升物体的重力 物重越大 机械效率越 b 减小动滑轮的重力 动滑轮越轻 滑轮组的机械效率越 8 实验数据分析 重力 高 高 例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 实验装置如图所示 例题图 1 实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计 解析 1 实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计 此时拉力就是弹簧测力计示数 匀速 2 通过表中数据可分析出第2次实验是用 选填 甲 或 乙 图所示装置做的实验 解析 2 第2次实验中 s2 0 4m h2 0 1m n2 4 所以第2次实验是用乙图做的实验 乙 3 通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论 使用不同的滑轮组提升相同的重物时 动滑轮的个数越多 或动滑轮的质量越大 滑轮组的机械效率 选填 越高 不变 或 越低 解析 3 比较实验数据1和2可知 使用不同的滑轮组 提升相同的重物时 动滑轮的个数越多 滑轮组的机械效率越低 越低 4 小组同学再用第2