滑轮、斜面及机械效率(解析版)-2023年中考物理练习(知识清单＋基础＋提高)

专题14滑轮、斜面及机械效率

量考点1滑轮与滑轮组

定滑轮动滑轮滑轮组

中间的轴固定不动的滑和重物一起移动的滑

定义定滑轮和动滑轮的组金。

轮。轮。

动力臂为阻力臂2倍

实质等臂杠杆

的省力杠杆。

、、\\\\、3

〃〃〃//

变形或图ΠJF4

示

Wah

不省力但是改变动力的省一半的力，但不能既行力又能改变动力的方

特点

方向。改变动力的方向。向。

尸移动距

离(S)和G

s=hs=2hs=nlι

移动距离

(/?)关系

堂考点2斜面与轮轴

具体内容

定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面

省力机械

斜面

特点

如图，用/表示力，s表示斜面长，〃表示斜面高，物重为G。

理想情况下，根据功的原理，得W=FS=G/3变形得F=

当力一定时，斜面越长越省力,例如盘山公路。

实例饮料瓶瓶盖、螺丝钉、螺旋千斤顶等。

由殓和地组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较

定义

大的是轮，半径较小的是轴。

能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相

同的转速。

如ES所示，R为轮半径，厂为轴半径，Q为作用在轮上的力，F

轮轴2

ME用在轴上的力，根据杠杆平衡条件，有HR=F2的动力X轮半

径==阻力X轴半径)。可知：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠

实质

杆;当动力作用在轴上，则轮轴为费力杠杆。

€同

考点3机械效率的计算

知识点具体内容说明

使用机械时，完成工作目的必须做

三有用功(1)有用功总小于总功,所以

的功，用W有表示。

机械效率总小于1,通常用百

种并非需要，又不得不做的功，用分数％表示。

额外功

Wss表示。

功(2)提高机械效率的方法：减

有用功与额外功的和，也是作用在小机械自重、减小机件间的

总功机械上的动力做的功：W&—FS—摩擦、增大物重。

W有+W颔。

机械

有用功跟总功的比值，用公式表示为〃=罂Xlo0%,实际中〃<1。

VV总

效率

(1)被提升的物重：物重增加，机械效率提高；(2)动滑轮重：动滑

影响机滑轮组

轮增加，机械效率减小；(3)绳重和摩擦。

械效率

一(1)斜面的倾斜程度：斜面越陡，机械效率越高。

的因素斜面

(2)斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，机械效率越低。

1.实验器材：一盒钩码、(材料不同的)两组滑轮、铁架台、弹簧测力计、刻度尺。

2.实验方法：控制变量法。

3.实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构以及摩擦有关。

(1)在滑轮组的自身结构相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大。

(2)在提升的物体重力相同时，滑轮组自身的结构越简单，滑轮组的机械效率越大。

4.问题探究：

(1)实验中，应怎样拉动弹簧测力计？为什么要这样做？

竖直匀速拉动，使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力的大小。

(2)如何探究滑轮组的机械效率与物重的关系？

保持滑轮组的自身结构、摩擦因素等均不变，改变提升的钩码的重力，观察并记录弹簧测力

计的示数，计算比较机械效率的高低。

（3）如何探究滑轮组的机械效率与滑轮组的自身结构的关系？

保持提升的钩码的重力不变，改变滑轮组的自身结构（改变动滑轮的材料或动滑轮的个数）,

观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。

（4）实验结束后，如何计算总功、有用功、额外功？

①W总=区（F是绳端的拉力，s是绳端通过的距离）；

②W有=G⅛（G是提升钩码的重力，力是钩码被提升的高度）；

③W施=W/一W■

基础检测（限时30min）

一、单选题

1.如图所示，分别用力B、F2、B匀速提起物体A,若不计摩擦，关于三个力的大小关

系，下列选项中正确的是（）

A.F1<F2<F3B.F∣>F2>F3C.F2>F1=F3D.F1=F2=F3

【答案】D

【解析】因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同

一重物G,沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即B、F2、B都等于物体的重力，故D

符合题意。

故选Do

2.盘山公路是在高山上修建的公路，弯弯曲曲，如图所示。要研究汽车在它上面运动时的

做功和受力情况，物理学中把它抽象为一种模型，此模型是（）

A.杠杆B.斜面C.定滑轮D.动滑轮

【答案】B

【解析】弯弯曲曲的盘山公路其实是简单机械中的斜面，在利用斜面时，可以起到省力的

作用。

故选Bo

3.以下是同学们对机械效率的一些理解，其中正确的是（）

A.越省力的机械，其机械效率一定越高

B.机械效率越高，机械做功一定越快

C.功率越大的机械做功一定越多

D.做有用功越多的机械，机械效率不一定越高

【答案】D

【解析】A.机械效率的高低与机械是否省力无关，例如：通常情况下定滑轮比动滑轮的

机械效率高，但定滑轮不省力，而动滑轮能省一半力，故A错误；

B.机械效率越高，说明有用功占总功的比例大，功率是描述做功快慢的物理量，所以机械

效率越高，机械做功不一定越快，故B错误；

C.做功的多少与功率和做功时间有关，功率越大的机械做功越快，但做功不一定多，故C

错误；

D.机械效率是有用功占总功的百分比，做的有用功越多，不知道所做总功的多少，所以

机械效率不一定越高，故D正确。

故选Do

4.如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端

分别施加尸/和用的拉力，在相同时间内将相同的重物竖直匀速提升相同的高度（不计绳

重、轮重和一切摩擦）。下列说法正确的是（）

x

ψ-

l,

-l

甲乙

A.拉力B小于拉力尸2

B.甲绳子自由端移动速度小于乙绳的

C.甲、乙两滑轮组均属于费力的机械

D.甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等

【答案】B

【解析】A.不计绳重及摩擦，因为拉力为

F=L（G+G动）

n

且中滑轮组的绳子承重股数为川=2,乙滑轮组的绳子承重股数为“2=3,所以甲滑轮组绳端

的拉力为

£=](G物+G动)

乙滑轮组绳端的拉力为

Λ=-(Gw+¾)

因为物体以及动滑轮的重力相等，所以B>B,故A错误；

B.由图与A分析知，甲滑轮组绳子自由端移动的速度V*2v物乙滑轮组绳子自由端移动

的速度V乙=3v物，所以甲绳子自由端移动速度小于乙绳的自由端移动的速度，故B正确；

C∙使用动滑轮能够省力，为省力杠杆，故C错误；

D.因为绳子自由端移动的距离s="〃，提升物体的高度人相同，所以甲滑轮组绳子自由端

移动的距离为S∕=2/?,乙滑轮组绳子自由端移动的距离为S?=?/?,则S/WS2，故D错误。

故选Bo

二、填空题

5.在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在

拉起吊桥过程中，滑轮C属于（选填"定"或"动"）滑轮，吊桥可看作支点为

（选填"A""B"或"C）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直

向上匀速运动，利用该滑轮能省（选填"力"或"功"）。若滑轮重ION,不计绳重

及摩擦，拉力F为N0

【答案】定B

【解析】［1J在拉起吊桥过程中，滑轮组C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变

力的方向，不能省力。

⑵由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是

B点。

⑶由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮，

由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力。

⑷已知物体重50N,滑轮重ION,动滑轮上承受重物的绳子股数

n=2

不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力为

F=g（G物+G动）=→（50N+10N）=30N

6.如图是放在桌面上的一种吸盘式水果削皮器。手摇的部位相当于一种简单的机械

（选填"斜面"或"轮轴"）；削皮刀片做得很锋利是为了压强。

【答案】轮轴增大

【解析】⑴手摇的部位在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴。

⑵削皮刀片做得很锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强。

7.如图所示，工人沿斜面用30N的推力把一箱重为60N的货物从斜面底端缓慢匀速推进

车厢，斜面高1.2m,机械效率为60%,则此斜面的长度为m。

F

【答案】4

【解析】工人做的有用功

卬"〃=G∕z=60Nχl.2m=72J

工人做的总功为

仁干逐一

则斜面的长度为

区=*4m

F30N

8.在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿

着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及

滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力N,该装置的机械效率为,若增加物体A

的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将（选填"增大"、"减小"或"不

变”）。

【答案】15N80%增大

【解析】⑴物体A受到的摩擦力

f=0.2G=0.2X300N=60N

由题意可知，人施加的拉力

_G动+f

1F—

3

所以动滑轮的重力

G动=3尸一∕=3x25N-60N=15N

⑵该装置的机械效率

%=⅛L=2⅛=∕=-^L=80%

W&FS物FX3s物3F3×25N

⑶若增加物体A的重力，物体A对地面的压力增大，物体受到的滑动摩擦力增大，由于物

体A匀速运动，所以拉力也会增大，总功一定时，有用功占总功的比例会增大，故机械效

率会增大。

三、实验题

9.如图是小海同学"研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持

测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示

钩码重钩码升高高度测力计示数测力计移动距离

G/Nh/mF/NS/m

甲0.980.20.980.2

乙0.980.21.020.2

丙0.980.20.550.4

请你分析:

(I)比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是；

(2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是：

(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮

【答案】省力改变了用力的方向费距离

【解析】(1)[1]由表中的数据知，在丙中，拉力

F=0.55N<G=0.98N

故使用动滑轮的好处是省力。

(2)[2]由表中的数据知，在乙中，拉力

尸=0.98N=G=O.98N

虽然拉力与物重相等，但是向下用力，故使定滑轮的好处可以改变用力的方向。

(3)[3]乙测力计移动距离为0.2m,丙测力计移动距离为0.4m,故使用动滑轮费距离。

10.小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系，实验时控

制木块与斜面的粗糙程度都相同，部分实验数据如下表：

实验斜面倾木块重

斜面高度沿斜面拉力斜面长有用功总功机械

A/mF/NSlmW√J

次数角G/NW〃/J效率η

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%

（I）表中空格①的值是；

（2）小明分析实验数据得出的初步结论是：在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时,

斜面机械效率与木块重力大小无关。对此，你对小明有何建议？;

（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是（写一条即

可）。

【答案】71.4%见解析见解析

【解析】（1）⑺第2次实验时斜面的机械效率

7='⅛×1OO%=L2I=×1OO%=71.4%

W,,1.4J

（2）[2]实验时，只在某一确定的斜面倾角和斜面粗糙程度的情况下，改变木块重力进行

了实验，结论具有偶然性，应该多次改变斜面的倾角和斜面的粗糙程度，进行多次实验，

才能使得到的结论具有普遍性。

（3）⑶实验中，要匀速地拉动弹簧测力计，才能使弹簧测力计的示数稳定，提高准确

度。

四、计算题

11.工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及

绳重忽略不计。若某一次工人将重800N的建材匀速竖直向上提升了6m,所用的拉力为

300N,求：

（1）动滑轮的重力；

（2）钢绳自由端移动的距离；

（3）当所运送建材的重为IlOON时，工人作用在绳子上的拉力。

∖∖∖∖∖∖∖∖

【答案】（I）100N；（2）18m；（3）400N

【解析】解：（1）由图示可知，滑轮组承担重量的绳子股数为〃=3,滑轮与钢绳间的摩

擦力及绳重忽略不计，由F=g（G+GQ可得，动滑轮的重力

G⅛=3F-G=3×300N-800N=100N

（2）已知建材上升的高度为6m,则钢绳自由端移动的距离

s=3∕z=3x6m=18m

（3）滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计，当所运送建材的重为IIoON时，工人作用

在绳子上的拉力为

F=g（G+G动）=：X（HOON+100N）=400N

答：（1）动滑轮的重力为IOON；

（2）钢绳自由端移动的距离为18m；

（3）当所运送建材的重为IIOON时，工人作用在绳子上的拉力为400N。

12.水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块

由底端匀速拉到顶端，如图乙所示。己知平行于斜面的拉力厂为180N,物体移动的距离为

5m,升高2m,用时5s。g取ION/kg。求：

（1）物块对水平地面的压强；

（2）拉力的功率；

（3）斜面的机械效率。

【答案】(1)7500Pa;(2)180W；(3)66.7%

【解析】解：（1）物体放在水平地面上，对地面压力等于其重力，物块对水平地面的压强

为

FG300N

P=—=—=----------=--7--5--00Pa

SS0.2m×0.2m

（2）拉力的功率为

180Nχ5m

V=180W

5s

（3）斜面的机械效率为

300N×2m

H=等100%=×1OO%=66.7%

180N×5m

答：（1）物块对水平地面的压强为7500Pa;

（2）拉力的功率为180W；

（3）斜面的机械效率为66.7%。

五、综合题

13.小芳探索人体内的杠杆，发现脖子里有一根杠杆，将脑袋往后仰时，颈关节相当于杠

杆的支点，如图是她画的简化图，帮助人把脑袋往后仰的输出力、脖子后面的肌肉提供的

输入力如图所示。

⑴请在如图中画出输入力的力臂；（）

（2）小明认为：杠杆在小芳画的输入力和输出力的作用下，该杠杆不能平衡。若要平衡，输

出力必须如图所示那样换为杠杆受到的阻力。你觉得（选填"小芳"或"小明"）的

杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;

⑶在上述正确的杠杆平衡图中，根据公式.,可判断输入力.输出力（选填

"大于"、"等于"或"小于"）。

【答案】小明地=FJ2大于

【分析】（1）力臂是支点到力的作用线的距离。

⑵阻力是阻碍杠杆运动的力。

⑶杠杆平衡条件用=取2分析。

【解析】（1）口］过支点作垂宜于输入力的作用线的垂线，即为力臂，如图所示:

（2乂2］由图可知，输入了方向向下，则输出力一段向上翘，为了杠杆平衡，阻力的方向应该

是斜向卜的，所以小明的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡。

⑶⑶⑷由图可知，输入力的力臂小于输出力的力臂，根据杠杆平衡条件44=可知，输

入力大于输出力。

拔借］检测（限时30min）

一、单选题

1.甲装置中，空吊篮A重25N,8处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为

IooN。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化

关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（）

A.动滑轮所受的重力为15N

B.在l-2s内克服滑轮重做的额外功为30J

C.此装置最多能匀速运载160N重的货物

D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%

【答案】D

【解析】A.由图可知，在l~2s内吊篮匀速上升，此时拉力为20N,该滑轮组〃=2,则忽

略绳重、摩擦、空气阻力，动滑轮的重力

G动=M-GA=2χ20N-25N=15N

故A正确，不符合题意；

B.在l~2s内克服滑轮重做的额外功

叫JLG动〃=G动Vt=15N×2m∕sXls=3OJ

故B正确，不符合题意；

C.C处绳子承受的最大拉力为100N,当拉力最大时，运载货物的重力最大

G人=nF）jGdl-GA=2X1OON-15N-25N=160N

故C正确，不符合题意；

D.运载货物的重力最大时，机械效率最高，此装置运载货物最高机械效率

∕7≠θfe?---------G大力,iw%=80%=---------------------------

吗i（G大+G）M+G』而160N大+25N+15N

故D错误，符合题意。

故选Do

2.如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面

高为/?,斜面长为s,且s=3∕?,物体所受重力为G,斜面的机械效率为50%,若物体受到

的拉力和摩擦力分别用户和/表示，则（）

AJG2GCJ2Gr_2GC»2GGC∙_G,_G

a∙F7=7尸B.F=----f=----C.F=----于=-D.FE=—f——

3333326

【答案】C

【解析】根据题意知道,拉力做的有用功

W算用=Gh

拉力做的总功

VVK=Fs=F×3h=3Fh

斜面的机械效率

〃=区=*=9=5。％

吗i3Fh3F

解得拉力

F=-G

3

克服摩擦力所做的额外功

%=fs=fX3%=3#=Ψs-‰=3FΛ-Gh=3x,Gh-GII=Gh

则摩擦力

故C符合题意，ABD不符合题意。

故选Co

3.如图所示是使用不同机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中

所需动力F最大的是（）

【答案】A

【解析】不计机械自重和摩擦，即在理想状态下比较动力的大小。

A.这是动滑轮的特殊使用方法，物体挂在动滑轮一侧绳子上，拉动滑轮的轮轴，此时拉

力

尸∕=G+G=2G

B.图示是一个定滑轮，则拉力

Fi=G

C.绳子的有效段数为3,绳子自由端的拉力

一

'3

D.图中为斜面，使用任何机械不能省功，根据FS=G力有

F∕×2m=G×lm

可得

FTG

比较所用动力的大小，可知选项A中动力最大，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选Ao

4.如图所示，斜面长IOm,高4m,用沿斜面方向的推力F,将一个质量为50kg的货

物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中摩擦力做功500J,下列说法正确的是（）

A.机械效率为75%B.F=300N

C.摩擦力为50ND.推力做的总功为300OJ

【答案】C

【解析】AD.推力做的有用功

W⅛y∕尸G〃="?g〃=50kgxl0N/kgx4m=2000J

推力做的总功

Ws=Wfffff¥W=2000J+500J=2500J

该斜面的机械效率

‰=2000JX100%=80%

W&2500J

故AD错误；

B.由Wii=A知道，推力大小

F=工型吗50N

sIOm

故B错误；

C.由W/刁⅛知道，摩擦力大小

N

故C正确。

故选Co

二、填空题

5.如图中所小，框内是由"个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为

27kg的物体所用的拉力为IOC)N。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和

摩擦，则滑轮组中动滑轮重N,拉力的功率为W,该滑轮组的机械效率为

【答案】3015090

【解析】⑴由图乙可知，物体上升高度〃=2m时，绳子自由端移动距离s=6m,由此可

知，动滑轮上绳子的段数为

6m

2m^

物体重力为

G=mg=27kgχ:IoN∕kg=270N

不计绳重和摩擦，有

即

IoON=；（G动+270N）

解得

GΛF30N

⑵由图乙可知，绳子自由端移动距离s=6m时，所用的时间U4s,则绳子自由端移动的速

度为

V=生=1.5m∕s

4s

拉力的功率为

P=FV=IOONXl.5m∕s=150W

⑶不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为

WfrGhGhG270N

S=--=90%

~W~ys~F×3∕J3F3×100N

6.斜面是一种简单机械，它在生活中的应用非常广泛。如图所示，将一箱重为600N的货

物从2.4m长的固定斜面匀速拉到高为1.2m的货车上，所用拉力F=400N,则该物体受到

斜面的摩擦力是No

【答案】100

【解析】依题意得，重力在斜面上的分力大小为

G=GX^^=600N?!

2.4m2

货物被匀速拉到货车上，货物受力平衡，因此该物体受到斜面的摩擦力是

f=F-G=4∞N-300N=1OON

7.建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N,不计绳重和摩

擦，当绳子自由端的拉力F=400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力尸做功

J,滑轮组的机械效率为;若将该滑轮组的机械效率提高5%,需要用此滑

轮组提升N的重物。

【答案】240075%1200

【解析】［1］由图可知，滑轮组绳子的有效股数〃=3,则绳子自由端移动的距离

s=nΛ=3×2m=6m

拉力F做功

Wj=F,y=400N×6m=2400J

⑵拉力做的有用功

WA=Gft=900Nx2m=1800J

滑轮组的机械效率

7=⅛×100%≈l^θθi×100%=75%

Wft2400J

⑶不计绳重和摩擦，由

TG+G动）

可得，动滑轮的重力

G.=nΛ'-G=3×400N-900N=300N

将该滑轮组的机械效率提ι⅛5%时，其机械效率为*=80%,设提升重物的重力为G，，因克

服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，所以，滑轮组的

机械效率

GWG'G

X100%=×100%=xl∞%=80%

〜值一(G+GTG'+G动G,+300N

解得

G'=1200N

8.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。己知工人在Imin内将货匀速

提高6m,作用在钢绳的力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机

械中摩擦和绳重均不计）作用在钢绳上的拉力的功率为W,动滑轮的重力为

N,提起货物的最大重力为No

WWWW

【答案】1202001600

【解析】⑴由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数〃=3,则钢绳自由端移动的距离

Λ-nΛ=3×6m=18m

作用在钢绳上的拉力做的功

W,=FΛ=400N×18m=7200J

作用在钢绳上的拉力的功率

pA=7200J=120W

t60s

[2]由图乙可知，当物体的重力G=300N时，滑轮组的机械效率为60%,机械中摩擦和绳重

均不计，滑轮组的机械效率为

^≡∙×1(X)%=Gh_GhG300N

=60%

7=77-前一G+G动―300N+G动

解得

G⅛=200N

⑶工人作用在钢绳上的最大拉力

F犬=GΛ=∕7zg=60kg×10N∕kg=600N

由，/=G+G,河■得提起货物的最大重力为

G人=nFΛ-G=3×600N-200N=1600N

三、实验题

9.同学们为了探究“使用动滑轮的省、费力情况”，装置如图甲所示。实验过程中，晓彤多

次改变所挂钩码的个数，分别记下每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数，并将所

测得数据填写在表格中：

实验次数12345678

所挂钩码重G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0

弹簧测力计示数

0.81.01.31.51.82.02.32.5

F/N

动滑轮重Go/N1.0

（I）晓彤使用动滑轮提升钩码的过程中的注意事项是；

（2）用同一动滑轮匀速提升同一重物，若采用如图乙、丙所示的两种提升方法，则

F1Fz-,（选填或"="）

（3）分析实验数据，在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，可以得出弹簧测力计的示数

产与钩码的重力G以及动滑轮的重力Go的关系式为；

（4）在分析数据时，晓彤画出了G。、G、F与实验次数的图像，请你根据图像写出晓彤探

究的结论。（）

【答案】匀速向上拉动弹簧测力计<F=1（G+Go）见解析

【解析】（1）［1］使用动滑轮提升钩码时，需要匀速向上拉动弹簧测力计，使动滑轮处于

平衡状态，测力计的示数保持不变，方便读数。

(2)⑵动滑轮是一省力杠杆，其支点在轮与绳子的接触点上，当使用图乙方法提升重物

时，阻力臂及动力臂分别为轮半径及二倍轮半径，据杠杆的平衡条件有

GR=FrlR

当使用图丙提升重物时，阻力臂等于轮半径，而动力臂小于2倍阻力臂为/,则有

GR=F2I

那么

F∣<F2

(3)⑶由表格数据知，每组钩码与动滑轮的总重的二分之一都约为等于弹簧测力计的示

数，所以在忽略摩擦、绳重及实验误差时，有

F=1(G+Go)

(4)[4]由图像知，当G>Go时，物重越大，使用动滑轮省力越多；当G<G。时，使用动滑

轮要费力；当G=G。时，使用动滑轮不省力也不费力。

10.疯狂物理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，装置如图19

所示。

实验次数物理量123

钩码重G/N446

钩码上升高度

0.10.10.1

ft/m

绳端拉力F/N1.81.62.4

绳端移动距离0.30.4

（I）实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计，使钩码上升;

（2）小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应

为：绳端移动距离S=m,机械效率〃=%；

（3）如采用图丙装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如

图丁的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率

（选填"越高"、"不变"或"越低"）；分析图像中的4点可知，被提升物体所受

的重力为N（忽略绳重和摩擦）。

（4）若每个滑轮的质量为IoOg,则第二次实验中克服摩擦做的额外功为J,

（不计绳重）

（5）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率变

小，试着分析原因。

（6）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,用于

比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦。则下列

描述滑轮组的机械效率〃与机械效益AM、机械效益MA与物体重力G的关系图线中，可

能正确的是。

（7）某同学在实验中损坏了弹簧测力计，无法测量钩码重力为8N时的机械效率，他认为

可以利用现有的实验数据计算出动滑轮的重力，再利用"=κ⅛-就可以计算出钩码重

c⅞,+5⅛

力为8N时的机械效率，他的想法是的（选填"正确"或"错误"）.

【答案】匀速0∙383.3越低30.04弹簧测力计未重新调零A错误

【解析】（1）⑴实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。

（2）⑵实验1中，绳端移动距离是物体上升高度的3倍，则该滑轮组绳子承重段数〃=3,

用第1次实验中使用的装置做第3次实验，则绳端移动距离

S=泌=3χ0.1m=0.3m

绳端移动距离为0.3m。

⑶机械效率

%%=0=C=83.3%

唯FnhnF3×2.4N

机械效率为83.3%。

（3）⑷由图丁可知，随着动滑轮重力的增加，机械效率成下降趋势，说明被提升物体所

受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。

⑸忽略绳重和摩擦时，滑轮组机械效率

G

η-----------

G+G动

根据图中A点的数据

75%=

G÷1N

解得

G=3N

被提升物体所受的重力为3N。

（4）⑹第二次实验中总的额外功

吗,.=FS-G∕ι=1.6N×0.4m-4NXO.lm=0.24J

根据图中数据可以判断，第二组实验使用的时乙滑轮组，有两个动滑轮，则克服动滑轮重

力做的额外功

Wif,=G,ith=mtiigh=2×O.lkgX1ON/kg×0.1m=0.2J

第二次实验中克服摩擦做的额外功

w⅛=%%”=°∙24J-0.2J=0.04J

第二次实验中克服摩擦做的额外功0.04Jo

（5）⑺滑轮组的机械效率与绕绳方式无关，滑轮组的机械效率变小，可能是因为滑动变

阻器在向下拉动之前未重新调零，使测得的拉力偏大，滑轮组机械效率偏小。

（6）网机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,则

…GG

MA=—=n×—=nη

FnF

说明机械效益MA与机械效率成正比，则A图正确。滑轮组机械效益MA与机械效率一

样，随着物体重力的增加而增大，但只会越来越接近〃，不能达到九，则CD图像错误。

（7）[9]公式V=「只有在不计绳重和摩擦的条件下才能使用，实验中会有绳重和摩

G物+G动

擦的影响，所以他的想法是错误的。

四、计算题

11.如图，用滑轮组将重为IoON的重物匀速提升2m时，绳端的拉力为40N,动滑轮的质

量为lkg,g取IoN/kg。计算:

（1）提升重物做的有用功;

（2）滑轮组的机械效率;

（3）克服摩擦和绳重所做的功。

【答案】(1)200J；(2)83.3%；(3)20J

【解析】解：（1）提升物体所做的有用功

W⅛=GΛ=100N×2m=200J

（2）由图可知与动滑轮相连的绳子股数为3,所以绳子自由端移动的距离为物体上升高度

的3倍，则总功

Wj=FS=40Nx2x3m=240J

所以效率

〃普*%

（3）额外功包括克服摩擦和绳重所做的功以及克服动滑轮的重力所做的功，而额外功