2024年中考物理复习课件 第14讲 滑轮与滑轮组 机械效率

模块四力学第14讲滑轮与滑轮组机械效率模块四力学数据记录课标要求1数据追踪素材应用3数据剖析重难突破4数据链接真题试做6栏目导航数据聚焦考点梳理2数据透视实验剖析5数据记录课标要求1内容要求1.能说出人类使用的一些机械。2.了解机械的使用对社会发展的作用。3.知道机械效率,了解提高机械效率的意义和途径。活动建议查阅资料,了解人类利用机械的大致历程,并与同学进行交流。总功有用功压力与压强滑轮与滑轮组定滑轮其他简单机械数据聚焦考点梳理2额外功机械效率动滑轮滑轮组机械效率考点1滑轮与滑轮组考点精讲分类比较定滑轮动滑轮滑轮组示意图定义轴的位置固定不动的滑轮轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮由定滑轮和动滑轮组合而成的装置实质______杠杆______杠杆————特点不能

,但是能改变________能省

的力,但不能改变力的方向既可以省力,又可以改变力的方向等臂1.定滑轮、动滑轮和滑轮组省力省力力的方向一半绳端移动距离(s)与物体移动距离(h)的关系s=________s=________s=________拉力(F)和重力(G)的关系(忽略绳重及摩擦)F=_______F=_______F=___________应用旗杆顶部的定滑轮电动起重机的动滑轮使用滑轮组提升重物续表h2hnhG

技法归纳确定承担物重的绳子的段数n的方法:在动滑轮与定滑轮之间画一条水平虚线,与动滑轮相连的绳子段数即为承担物重的绳子的段数n。2.其他简单机械(1)轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成，可看作杠杆的变形，如门把手、方向盘、扳手等。(2)斜面是一种省力、费距离的简单机械，如盘山公路等。同一斜面,倾斜程度越大，拉同一物体越费力，但机械效率越高。考点2机械效率1.功的分类(1)有用功：无论是否使用机械,必须要做的功,叫做

,用W有表示。(2)额外功：使用机械时,并非我们需要又不得不做的功,叫做

,用W额表示。(3)总功：有用功与额外功之和，叫做

,用W总表示,W总=

。2.机械效率(1)定义：我们把

跟

的比值叫做机械效率,用符号η表示。(2)公式：η=

。(3)特点：由于使用任何机械都不可避免地要做额外功,总有W有＜W总,因此,机械效率总是小于1。有用功额外功总功W有+W额有用功总功

(4)提高机械效率的方法:a.滑轮组，增加物重，减小动滑轮重，减小绳子与滑轮间的摩擦。b.斜面，增大斜面倾斜程度，减小摩擦。1.使用滑轮组既能省力又能省距离。()2.使用动滑轮一定可以省一半的力。()3.用桶把水提起来时额外功等于水的重力所做的功。()4.做功越少的机械,机械效率越低。()5.做相同的有用功,额外功少的机械,机械效率一定高。()6.做功越快的机械,它的机械效率越高。()7.越省力的机械,机械效率越高。()8.用同一个滑轮组匀速提升不同的物体时,机械效率是不变的。()易错速判×××√××××数据追踪素材应用3命题点1

定滑轮及其工作特点命题点2

动滑轮及其工作特点命题点1定滑轮及其工作特点1.(2021·淄博)现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”(图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2),使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()A.使用这个滑轮能省力B.甲拉力的大小等于乙拉力的大小C.甲拉力做的功大于乙拉力做的功D.甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度B命题点2动滑轮及其工作特点2.(2022·贺州)如图所示的滑轮为

(选填“动”或“定”)滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F=

N,可以匀速提升滑轮下重为100

N的物体。动50数据剖析重难突破4重难点机械效率的相关计算例

(2022·毕节一模)某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.16

m3,密度是3.5×103

kg/m3,滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时,人在绳子的自由端施加的拉力F=1700

N。(不考虑摩擦及水的阻力,g取10

N/kg)求:(1)工件的质量是多少?工件浸没在水中时,受到的浮力是多少?重难点固体压强的计算解：工件的质量m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg，工件浸没在水中时，受到的浮力F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N。12例3(2)滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时,机械效率是多大?13例

12例(3)工件从水里升到水面上的过程中,滑轮组的机械效率将如何变化?试分析原因。12例解：工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中，工件排开水的体积减小，工件受到的浮力减小，滑轮受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，额外功几乎不变，由此可知动滑轮的机械效率变大。3方法指导机械类型滑轮组斜面竖直匀速提升物体水平匀速拉动物体图示机械效率312例3对应练习1.(水平方向滑轮组)用如图所示的滑轮组拉着重为40

N的物体A匀速前进0.4

m,则绳子自由端移动的距离为

m；若物体A与地面的摩擦力为12

N。则拉力所做的有用功是

J；若实际拉力F=5

N。则该滑轮组的机械效率为

。1.24.880%12例32.(竖直方向滑轮组)(2022·黔东南州一模)如图所示,甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法,忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为900

N的物体时,机械效率为90%。下列判断正确的是()A.拉力F1的大小为300

NB.用图乙绕法匀速提升400

N的重物,机械效率为80%C.分别用两种绕法匀速提升相同重物时,甲图绕法机械效率大D.分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度,F2做功少B12例33.(斜面)为了方便残疾人上下台阶,很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以

(选填“省力”“省功”或“省距离”)。若将重600

N的小车沿8

m长的斜面推至2

m高的入口处，沿斜面所用的推力为300

N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为

N，斜面的机械效率为

。省力15050%12例3数据透视实验剖析5实验

测量滑轮组的机械效率实验原理主要实验仪器及作用（1)弹簧测力计的使用与读数:实验时用弹簧测力计沿竖直方向

拉动绳子,此时拉力等于弹簧测力计的示数（2）刻度尺:测量钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离（3）钩码:改变物重的大小实验

探究影响压力作用效果的因素匀速实验方法控制变量法:(1)探究滑轮组的机械效率与绕线方式的关系：采用同一滑轮组,改变其绕线方式,提升相同数量的钩码(2)探究滑轮组的机械效率与物重的关系：控制同一滑轮组的绕线方式相同,改变滑轮组所吊钩码的数量(3)探究滑轮组的机械效率与动滑轮自重的大小关系：控制滑轮组所吊钩码的数量相同,改变动滑轮的重力实验数据分析(1)功的计算：a.有用功的计算：W有=Gh；b.总功的计算：W总=Fs(2)机械效率的计算：a.已知物重和拉力：η=×100%=×100%b.已知物重和动滑轮重：η=

×100%(3)绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系：s=________续表

nh实验梳理交流与反思(1)影响滑轮组机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的重力、绳子与滑轮之间的摩擦力(2)可以省略的工具：刻度尺,省略后用η=

计算,反而能够提高精度(3)机械效率总是小于1的原因：任何机械都不可避免地要做额外功,都不省功(4)提高滑轮组机械效率的方法：在允许范围内增大提升的物重；减小绳子与滑轮间的摩擦；减小动滑轮的重力等实验结论用同一滑轮组提升不同的重物时,其机械效率不同;提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高续表

(1)根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是

(选填“甲”或“乙”)滑轮组。实验梳理在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：甲针对训练实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%实验梳理(2)在第一次实验中,当竖直向上

拉动滑轮组时,弹簧测力计示数如图丙所示,拉力F为

N；该次实验滑轮组的机械效率是

(计算结果精确到0.1%)。(3)通过比较

两次实验数据可以得出:同一滑轮组,物重越大,机械效率______

(选填“越大”“越小”或“不变”)。(4)在忽略摩擦和绳重的前提下,通过第4次数据可算出动滑轮的总重为

N。匀速0.441.7%1、2或3、4越大1.3（2018~2023）数据链接真题试做6命题点1滑轮组的设计与组装命题点2机械效率的计算命题点3测量滑轮组的机械效率命题点1滑轮组的设计与组装（毕节2021.15）1.(2021·毕节15题，2分)用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出最省力的绳子绕法。2.(2019·铜仁37题，2分)一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。12命题点2机械效率的计算（遵义2考，毕节2022.39）3.(2020·黔西南州11题，2分)如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要用两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1

F2,机械效率ηA

ηB。(以上两空均选填“＞”“=”或“＜”)345＜=4.(2022·黔东南州25题,9分)如图所示,是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1

m,密度为2.8×103

kg/m3,用7500

N的拉力F将物体M以0.5

m/s的速度匀速提升2

m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。(ρ水=1.0×103

kg/m3,g取10

N/kg)求:(1)物体M上升后,还未露出水面时受到的浮力。345解：物体M上升后，还未露出水面时，物体排开液体体积等于物体体积，V排=V=1m3；F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N。(2)物体M上表面在水面下0.2

m时,它的下表面受到水的压力。345解：物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面深度h=1m+0.2m=1.2m；下表面受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa；下表面受到水的压力F=pS=1.2×104Pa×1m2=1.2×104N。(3)物体M上升后,在未露出水面前,此滑轮组的机械效率。

345

5.(2022·毕节39题，6分)如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104

N，发动机的功率50

kW保持不变,山坡AB长2

000

m,高h为300

m,牵引力保持2.5×104

N不变,不计空气阻力。求:(1)汽车从山底开到山顶所做的有用功。345解：牵引力做的有用功W有=Gh=5.0×104N×300m=1.5×107J。(2)山坡的机械效率。(3)汽车在山坡上行驶时的摩擦力。345

命题点3测量滑轮组的机械效率6.(2018·铜仁38题,6分)如图所示,小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时,用20

N的拉力将重为30

N的物体匀速提升30

cm。求：(1)此滑轮组是由

段绳子承担动滑轮和物体的总重。(2)滑轮组的机械效率是

%。(3)测量滑轮组的机械效率时,下列因素中：a.动滑轮重力；b.绳子绕法；c.摩擦力；d.定滑轮重力；e.物体重力。对滑轮组机械效率有影响的是

。A.acde