滑轮组及斜面及机械效率
2024年河北中考物理教材知识梳理课件——第十五讲+斜面、滑轮组及机械效率
一种简单机械
省 ____力____（选填“力”或“距离”）； 提升物体到相同的高度，斜面越 ___长___ （选填“长”或“短”）越省力
1． 判断物重由几段绳子承担的方法——隔离法。在动滑轮和定滑轮之间画 一条虚线将其隔离开，数一数绕在动滑轮上绳子的段数即可。
2. 定滑轮、动滑轮及滑轮组中的关系式（以竖直方向为例）
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可 采取的措施有 _A_B_C__（多选，填选项字母）。
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物重 C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
（7）根据所学知识分析用同一滑轮组匀速提升质量不同的物体，该滑轮组的 机械效率 η 与所提升物体的重力 G 的关系图象正确的是 _B____（填选项字 母）。
2. 如图甲是一辆起重车的图片。起重车的质量为 9.6t，有四个支撑脚，每 个支撑脚的面积为 0.3 m2，起重时汽车轮胎离开地面。如图乙是起重机吊臂上 的滑轮组在某次作业中将质量为 1 200 kg 的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的 拉力 F 为 5 000 N，货物上升过程中的 s-t 图象如图丙所示。（不考虑绳重， g 取 10 N/kg）求：
（1）实验中应沿竖直方向 __匀__速__ 拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第 4 次实验是用 __丙____ 图所示装置来完成的。 （3）通过比较 1、2 两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同的重物， 滑轮组的机械效率与重物上升高度 ____无__关____。 （4）通过比较 _1_、__3__（填实验次数的序号，下同）两次实验数据可得出： 同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 （5）通过比较 ___3_、__4__ 两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物， 动滑轮越重机械效率越小。
斜面与滑轮组相结合的机械效率
斜面与滑轮组相结合的机械效率1. 引言大家好，今天我们来聊聊一个非常有趣的主题——斜面与滑轮组的结合，尤其是它们的机械效率。
别看这名字听起来有点高大上，其实它就是在我们生活中经常碰到的小工具。
你有没有发现，当你在搬重东西时，斜坡和滑轮可以让事情变得轻松不少？没错，它们可都是“力大无穷”的小帮手，今天咱们就来细细琢磨一下它们的妙处。
2. 斜面的魅力2.1 斜面是什么说到斜面，其实就是那种倾斜的平面，想想你在滑滑梯时，那种向下的倾斜感。
这玩意儿的好处就是可以减少你推或拉的力气，想想看，如果没有斜面，咱们搬重物就得直接抬起，简直是“费劲巴拉”。
用斜面就好比是找到了一个小窍门，轻轻松松就能把重物推上去。
2.2 斜面的应用在生活中，斜面无处不在，比如我们日常用的坡道、货物装卸的斜坡等。
它们让人觉得轻松自在，有了斜面，就像是给了我们一双“飞天的翅膀”。
可有些人可能会问，斜面能省多少力气呢？其实，这就看你用得有多得当了，像是在下雨天用伞，你不把伞角度调好，水可就全淋你身上了。
3. 滑轮的神奇3.1 滑轮是什么滑轮就像是小小的魔术师，能把重物提升到高处。
你想想看，如果没有滑轮，搬重物简直是“天方夜谭”。
滑轮通过改变施力的方向，帮你轻松搞定高处的东西。
比如说，想把重物拉上楼梯，滑轮简直就是“金手指”，轻松搞定一切。
3.2 滑轮的类型滑轮也有很多种类，有固定滑轮、动滑轮，还有复合滑轮。
固定滑轮就像是一个忠实的朋友，不管你多努力，它都在那儿。
而动滑轮则像是个机灵鬼，可以和你一起分担重担。
如果把它们结合起来，用起来的效率可谓是“如虎添翼”，轻松解决重物的搬运问题。
4. 斜面与滑轮的结合4.1 组合的妙处当斜面遇上滑轮，那简直是“天生一对”。
想象一下，你在一个货物装卸的地方，斜面帮助你将重物滑上去，而滑轮则负责将重物拉起。
这种组合能大幅提升我们的机械效率，几乎能让你在搬运中轻松得像是在跳舞。
4.2 效率的提升机械效率就像是我们打游戏时的升级，越高越爽。
中考物理总复习课件 教材系统复习 第13讲 简单机械 第2课时 滑轮、斜面及机械效率
η＝ G
W有 W总
＝
Gh Fs
＝
担动滑轮绳子的段数) nF
克服摩擦力所做 的功W有＝fs物
拉力F移动s所做的功W总 ＝Fs＝Fns物(n为承担动 滑轮绳子的段数)
η＝
W有 W总
＝
Ffnss物物＝nfF
fs物 Fs
＝
物体G上升高度 为h时所做的功W
拉力F移动s所做的功W总
η＝
W有 W总
＝
Gh Fs
＝
定义 率，用符号η表示 W有
□ 计算公式 η＝ 10 W总
使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是□11
特点
小小于于总功，所以机械效率总是□12 小小于于1
提高机械 (1)增大物重； 效率的 (2)减小动滑轮重、绳重； 方法 (3)减小摩擦(加润滑油)
注意：机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关，使用任何机 械都不省功．
＝Fs
Gh
有＝Gh
Gh＋fs
类型1：竖直方向提升物体 (1)[一题多设问]如图甲所示为重50 N的动滑轮，用该动滑轮把450
N的重物提升了2 m．求(不计绳重和摩擦)： ①拉力F为22550 0N. ②绳子自由端移动的距离为44 m. ③拉力所做的有用功为990000 J. ④拉力所做的总功为11000 000J. ⑤该动滑轮的机械效率为990%0%.
2．(2017·云南12题2分)某工人用如图所示的装置，将重150 N的木块 在10 s内竖直向上匀速提升4 m，此装置是动动 (选填“定”或“动”) 滑轮．该工人拉力的功率为6600 W(滑轮和绳的重力、摩擦均不计)．
3．[2018·昆明22(1)(3)题5分]用如图所示的装置将浸没 在水中，质量为0.85 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升 0.2 m．弹簧测力计的示数为3 N，不计绳子和滑轮的重及 摩擦．假设物体始终未露出水面．(g取10 N/kg)求： (1)物体受到的浮力； (2)拉力的功率．
第12章 第3节 机械效率 第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
东方心韵
D O N G F A N G X IN Y U N
新/动/力/学/习/小/镇
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物理
第十二章 简单机械
第3节 机械效率 第2课时 滑轮组和斜面的机械效率
XI ND ONGL I
1．滑轮组机械效率(s—绳子自由端移动的距离，n—动滑轮上绳子 的股数，h—物体被提升的高度，f—物体水平运动受到的摩擦力)
XI ND ONGL I
4．(2019 重庆)工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为 800 N 的重 物缓慢匀速竖直提升 3 m，人对绳的拉力 F 为 500 N，不计绳重和滑轮 转轴处的摩擦，则( B )
A．绳子自由端移动的距离为 9 m B．动滑轮的重力为 200 N C．人通过滑轮组做的有用功为 1 500 J D．滑轮组的机械效率为 53.3%
竖直：η＝WW有 总＝GFhs ＝nGF
水平：η＝WW有 总＝Ffss物绳＝nfF
2．斜面的机械效率：η＝WW有 总＝GFhs (s—斜面长， h—斜面高 )
XI ND ONGL I
1．(2018 安徽)如图所示，当水平拉力 F＝50 N 时，恰好可以使物体 A 沿水平地面向右做匀速直线运动．已知物体重为 200 N，所受地面的摩擦力 约为 80 N，假如在 5 s 时间内，物体水平移动了 0.6 m，不计绳和滑轮的自重，
XI ND ONGL I
7．小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度 s＝0.50 m 的 木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重为 G＝5.0 N 的物块从斜面底端 匀速拉至斜面顶端．
XI ND ONGL I
(1)小明在实验中，调整斜面的高度为 h＝0.22 m，将物块从斜面底 端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数 F＝4.0 N，则有用功为 1.1 J，机械效率为 55% ，木块受到的摩擦力为 1.8 N.
滑轮组和斜面的机械效率
滑轮组和斜面的机械效率江苏省泗阳县李口中学沈正中一、滑轮组机械效率设滑轮组中动滑轮重为G 动，物重为G ，作用在动滑轮上绳子段数为n ，作用在绳子自由端的拉力为F ，绳子自由端移动距离为s 绳，物体沿竖直方向移动的距离为h ，沿水平方向移动的距离为s 物，则滑轮组机械效率的公式如下：1.基本公式：η＝2.常用的推导公式（不计绳重及摩擦）（1）提升重物时：① η＝ ② η＝ ③ η＝ （2）水平移动重物时（μ为滑动摩擦系数）： ④ η＝ ⑤ η＝ 3. 提升重物时，影响滑轮组机械效率大小的因素（不计绳重及摩擦）η＝ ＝ 因给定滑轮组动滑轮的重量G 动一定，所以由上式可以看出：G 越大，η越大。
即同一滑轮组所提重物越重，机械效率越高。
二、斜面机械效率1.基本公式：η＝ W 有用 ———— W 总Gh ———— F s 绳G ———— n FG ———— G ＋G 动f s 物 ————F s 绳 f———— n F1 1＋G 动／GGG ＋G 动 W 有用 ————W 总2.影响滑轮组机械效率大小的因素如图，设G 为物体重量，h 为斜面竖直高度，F 拉为平行于斜面向上的拉力拉力，s 为斜面长度，θ为斜面倾角，μ为滑动摩擦系数。
将物体重力G 垂直分解为垂直于斜面的压力F和平行于斜面的下滑力F 下， 则：η = ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 因给定斜面的滑动摩擦系数μ一定，所以由上式可以看出：θ越大，η越大。
即同一斜面倾角越大，机械效率越高。
三、机械效率的意义（1）机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一。
总功等于有用功与额外功之和，因而有用功只占总功的一部分。
显然，有用功所占比例越大，机械对总功的利用率就越高，机械的性能就越好。
物理中，用机械效率来表示机械对总功的利用率。
（2）在计算机械效率时，注意物理量名称所标示的意义。
总功：即动力对机械所做的功，称之为动力功，也叫输入功。
理想机械：W 总=W 有用，W 输入=W 输出，W 动=W 阻。
简单机械——滑轮、斜面及机械效率(解析版)
3.3简单机械——滑轮、斜面及机械效率一、定滑轮与动滑轮特点1．如图所示，分别用力F1、F2、F3，匀速提起重物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．F1>F2>F3C．F1>F2=F3D．F1<F2<F31．【答案】A【解答】定滑轮是一个等臂杠杆，它不省力不费力，且力的大小与拉力的方向无关，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
2．按如下图使用简单机械，有可能实现F为200N的力移动重为700N的物体G的有（）A．只有①③④B．只有①③C．只有④D．①②③④都可以2．【答案】A【解答】用200N力提起了重为700N的物体，省了力，省力的方法可以使用杠杆，也可以使用动滑轮或滑轮组。
故答案为：A3．滑轮是种常用的简单机械使用定渭轮在省力和省距离等方面有什么特点？以下是小丽对此进行的实验：①如图甲，用弹簧秤测出两个钩码的重：②如图乙，用手竖直向下匀速拉弹簧秤，记录弹簧秤示数(摩擦力忽略不计)。
测量钩码和绳子自由端通过的距离，记录在下表中：③如图丙，改变拉力方向重复实验并记录。
拉力方向弹簧秤示数(牛) 绳子自由端移动距离(厘米) 钩码上升距离(厘米) 竖直向下 2.0 15 15斜向下 2.0 12 12水平 2.0 8 8请回答：（1）①中测得钩码重为牛：（2）分析数据，可得出的结论是：（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需。
3．【答案】（1）2（2）使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向（3）改变所挂钩码重，重复上述实验【解答】（1）根据图甲可知，测力计的量程为5N，分度值为0.2N，则示数为2N；（2）根据表格可知，当使用定滑轮沿不同方向拉动测力计时，测力计的示数始终等于钩码重力，且绳子移动的距离等于钩码上升的高度，那么得到结论：使用定滑轮既不省力也不省距离，但能改变力的方向。
（3）小丽认为仅凭一组实验得出结论不具普遍性，还需改变所挂钩码重，重复上述实验。
三种四类简单机械的机械效率
2023三种四类简单机械的机械效率CATALOGUE目录•介绍•简单机械的机械效率•四种简单机械的机械效率比较•三种四类简单机械的优缺点分析•提高简单机械机械效率的实践意义•研究简单机械机械效率的现实意义•结论与展望01介绍简单机械的效率和性能是比较和评估各种机械的重要指标之一。
了解简单机械的机械效率可以帮助我们更好地选择和应用机械。
目的和背景简单机械是指由较简单构件组成的机械，包括杠杆、滑轮、斜面、螺旋和轮轴等。
杠杆是指一个固定支撑点上可以绕其旋转的刚性棒，其中支点为杠杆的固定支撑点，力臂为支点到力的作用点的距离，力矩为力与力臂的乘积。
滑轮是指一个带轮轴的圆盘，它可以绕其轴线旋转，并可以带动其他物体旋转。
斜面是指一个平面与水平面成一定角度的平面，它可以用于改变力的方向和大小。
螺旋是指一个带螺旋槽的圆柱体，它可以用于传递运动和旋转运动。
轮轴是指一个带轮盘的杆件，它可以用于传递运动和旋转运动。
简单机械的定义与分类02简单机械的机械效率机械效率是指机械在工作中所消耗的能量与所做有用功的比值，通常用希腊字母η表示。
机械效率的表达式为：η = W有用 / W总 = W有用 / (W 有用 + W额外)机械效率的定义1影响机械效率的因素23摩擦力是影响机械效率的主要因素之一，减小摩擦力可以提高机械效率。
摩擦力机械自重越大，需要克服自身重力的额外功就越多，机械效率就越低。
机械自重构件间的摩擦和空隙会导致能量损失，减小构件间的摩擦和空隙可以提高机械效率。
构件间的摩擦和空隙提高机械效率的方法优化设计可以减小摩擦力和机械自重，从而提高机械效率。
优化设计定期保养使用高效能材料改进操作方法定期保养可以减小构件间的摩擦和空隙，从而减小能量损失，提高机械效率。
使用高效能材料可以减小机械自重，从而减小额外功的消耗，提高机械效率。
改进操作方法可以减小摩擦力和构件间的摩擦和空隙，从而提高机械效率。
03四种简单机械的机械效率比较03等臂杠杆在等臂杠杆中，动力臂等于阻力臂，使用时既不省力也不费力，也不改变移动距离，因此总功也不变。
专题33斜面及斜面机械效率的计算(原卷版+解析)
专题32 滑轮及滑轮组机械效率的计算斜面及斜面的机械效率是初中物理力学中重要知识，也是中考中常考实验之一。
通过斜面及斜面的机械效率考查，能很好考查学生的对机械效率知识的掌握情况，加深对机械效率的理解。
在中考试卷中，结合测力计读数、功、机械效率的计算等知识考查，侧重考查有用功、总功、机械效率的计算以及影响斜面机械效率高低的因素，主要以实验、计算形式考查，分值在2分—6分左右。
一、斜面定义、特点及实际应用：1、斜面的定义：斜面是一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
2、斜面特点：斜面是一种省力的简单机械。
用斜面把重力为G的物体推到高处时,如果不计摩擦力,已知斜面长为L,高为h，倾角为α，推力F所做的功W F=FL，不用斜面而由人直接将该重物提到同一高度时克服重力所做的功W G=Gh，根据机械功的原理（使用任何机械都不省功），得FL=Gh,所以sinGhF GLα==，由于L>h，所以可以省力。
3、应用：螺旋（木螺丝、螺母、螺杆、饮料瓶瓶盖）、盘山公路等。
例题1 （2022全国九年级）如图所示，将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面的拉力分别为F B、F C，各个过程拉力做功为W B、W C，则它们的大小关系正确的是（）A．W B＞W C，F B＜F C B．W B＝W C，F B＜F C考点透视迷津点拨与点对点讲练C ．W B ＞W C ，F B ＝F CD ．W B ＝W C ，F B ＝F C【答案】B 。
【解析】斜面光滑说明摩擦力为0，拉力除了克服物体重力做功之外没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功，两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即W B ＝W C ，斜面BA 的倾斜角度小于斜面CA 的倾斜角度，所以s AB ＞s AC ，由W=Fs 可知所以物体沿BA 运动时拉力较小，即F B ＜F C ，故选B 。
【点拨】斜面是一个可以看成一个省力的简单机械，省力的大小与斜面的粗糙程度有关，还有斜面的倾斜角度有关。
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《滑轮组及斜面的机械效率》重难点精讲
一、滑轮组
1.定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。
2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向，但费距离。
3.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=n
1
G 。
只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=n
1
(G 物+G 动) 绳子自由端移动距离s 是重物移动的距离h 的n 倍即s=nh
4.组装滑轮组方法：首先根据公式n=
F G 或n=F
)动G +物(G 求出绳子的股数n ； 确定动滑轮的个数（n 为偶数时动滑轮个数为
2n ,n 为奇数时动滑轮个数为2
1
n ；根据一动配一定，偶数减一定，变向加一定确定定滑轮的个数；最后根据“奇拴动偶拴定”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：定义：对人们有用的功。
公式：W 有用
＝Gh （提升重物）=W 总－W 额=ηW 总 斜面：W
有用
= Gh
2.额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功
公式：W 额
= W 总－W 有用=G 动h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W
额
=f L
3.总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功
公式：W 总
=W 有用＋W 额=FS= W 有用／η 斜面：W
总
= fL+Gh=FL
4.机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。
② 公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮：
滑轮组 ③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。
通常用 百分数 表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。
④提高机械效率的方法：减小机械（动滑轮及绳子）自重、减小机件间的摩擦，增大重物。
典型例题精析：
例：1．利用一个动滑轮将重70N 的物体匀速提高6m ，设动滑轮重10N ，绳重和摩
擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个
滑轮组的机械效率是___________。
2．如图1所示，物重40N ，滑轮重10N ，用力F 匀速向上提起重物时，拉力F 的大小为_________，滑轮组的机械效率是___________。
（绳重和摩擦不计）
3．如图3所示，物体A 的质量是100kg ，在力F 的作用下物体以0．5m/s 的速度沿水平方向匀速前进。
若A 与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s 内拉力的有用功是______J ，拉力F 是______N 。
（g 取10N/kg ）
4．用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G 1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G 2的重物（G 1> G 2），机械效率为η2，则可判定η1______η2。
（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）
点拨：题1、2可根据公式直接直接代入对应数据求值；题3中注意有用功为克服摩擦力做的功；题4中甲乙两滑轮组W 额相等，同时增加重物可提高滑轮组效率。
η
W 有用
W 总 = η Gh
FL
= η Gh FS = Gh Fh = G
F
= η Gh FS = Gh F2h = G 2F = η Gh FS = Gh Fnh = G nF
=
5.测定滑轮组的机械效率。
选用的滑轮每个重0．6N，每个钩码重2N，弹簧测力计的最大量程为2．5N。
现挂3个钩码（不计滑轮之间摩擦）：
a.要完成此实验最少需_______个定滑轮，______个动滑轮。
b.在方框中画出实验装置图。
点拨：由题意可知绳子自由端拉力F最大为2.5N，重物重力G=6N,由nF=G得绳子股数至少为3。
因此至少需要一个定滑轮一个动滑轮，且绳子自由端要向上拉。
6、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图13所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。
（2）在实验操作中应竖直向上________________拉动弹簧测力计。
（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。
（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，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）。
7、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。
（1)由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1 J，人做的总功为 J。
(2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是；结合弹簧测力计放大图，可知小强的错误是。
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为。
8、某同学测量滑轮组的机械效率时，先用弹簧测力计测出物重G，按图示组
装好器材，拉动弹簧测力计使物体匀速上升，用刻度尺分别测出物体上升的高度
h和绳端移动的距离s，在物体静止时读出拉力的大小F，最后，根据公式η
算出滑轮组的机械效率。
(1)以上操作过程存在一处错误，请在错误的句子下面画上横线，并写出正确的
操作方法：
(2)为了提高滑轮组提升物体时的机械效率，请提出两条措施：
①②
点拨：在“测滑轮组机械效率”及“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读数时不能静止读数，静止时摩擦力与匀速提升中不相等，。
弹簧测力计读数时还应看清分度值。
绳子自由端移动距离s不需要测量，只需测量重物上升高度h即可，可根据公式s=nh(此公式恒成立)计算得到。
提高滑轮机械效率的方法有减小机械（动滑轮及绳子）自重、减小机件间的摩擦，增大重物。