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(共25张PPT)
第十二讲　简单机械
第2节　滑轮、斜面及其机械效率
新课标·考点通
本节主要考点 课标要求 安徽考情分析
1.滑轮(组)机械效率的相关计算 2.斜面机械效率的相关计算 1.知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径 2.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用 ◆2025：滑轮机械效率的相关计算，2分
◆2023年：斜面机械效率的相关计算，4分
◆2022年：滑轮组机械效率的相关计算，2分
◆2021年：滑轮组机械效率的相关计算，2分
定义 轴固定不动的滑轮
图示

特点 (1)F＝　 　(不计摩擦、绳重)
(2)物体上升高度和绳自由端移动的距离相等，s＝h
(3)可以改变力的方向，但不省力也不省距离
　G物　
1.定滑轮
滑轮
考点1
考点知识梳理
定义 轴可以移动的滑轮
图示

特点 (1)F＝_____(不计摩擦、绳重和动滑轮重)
(2)F＝ 　(不计摩擦、绳重)
(3)s＝　 　h
(4)可以省力，但费距离，且不可以改变力的方向
　2　
2.动滑轮
G物　
(G物＋G动)
定义 图示 特点
定滑 轮和 动滑 轮的 组合 (1)F＝_____(不计摩擦、绳重和动滑轮重)
(2)F＝ 　(不计摩擦、绳重)
(3)s＝　 　h
(4)既省力又能改变力的方向，但费距离
3.滑轮组
易错警示　有n段绳子与动滑轮直接相连，承担物重的绳子段数就是n。
G物　
(G物＋G动)
3
易错判断
1.使用动滑轮一定可以省一半的力。( )
2.使用滑轮组，一定既可以省力又可以改变力的方向。( )
×
×
基础小练
1.[2025·成都]在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图所示。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、F2的大小关系是　 　；若钩码匀速上升0.1 m，则绳子自由端移动的距离是　 　m。
　0.2　
　F1＝F2　
A.是定滑轮，可以省力
B.是动滑轮，可以省力
C.是定滑轮，可以改变力的方向
D.是动滑轮，可以改变力的方向
2.[2025·山东烟台]为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是( )
C
1.机械效率
(1)定义：物理学中，将　 　跟　 　的比值叫做机械效率，用　 　表示。

(2)表达式：η＝ 　×100%。
(3)提高机械效率的方法：①减小机械的摩擦和自重等来减小额外功；②增大物重来增大有用功的占比。
　η　
　总功　
机械效率 (5年4考)
　有用功　
考点2
易错判断
1.有用功在总功中所占的比例越大，机械效率一定越高。( )
2.机械效率高的机器功率一定大。( )
3.任何情况下机械效率都小于1。( )
√
×
√
装置 竖直方向的滑轮组 水平方向的滑轮组 斜面
图示
有用功 W有＝Gh W有＝fs W有＝Gh
总功 W总＝Fs W总＝FL W总＝Fs
额外功 W额＝Fs－Gh W额＝FL－fs W额＝Fs－Gh(或W额＝fs)
机械效率 η＝×100%＝×100% η＝×100%＝×100% η＝×100%
2.机械效率的相关计算
例1　利用如图所示的滑轮组提起一个重为2400 N的物体，每个滑轮重50 N，不计绳重和摩擦，绳子的拉力F＝　 　N；若使这个滑轮组达到更加省力的效果，就要改变绳子的绕线方法，则此时绳子的拉力F'＝　 　N。
　500　
滑轮的特点
　625　
重难考点精讲
考点1
A.F1＞F2＞F3 B.F1＜F2＜F3
C.F2＞F1＞F3 D.F2＜F1＜F3
变式训练　如图所示，三个滑轮(忽略自重与摩擦)拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是( )
D
例2　[2025·四川达州改编]“奇思妙想”小组的同学在劳动实践基地，用如图所示的滑轮组将400 N物体匀速提升12 m，用时1 min。已知G动＝100 N，空气阻力、摩擦力及绳重不计。求：
(1)人拉力的功率；
(2)该滑轮组的机械效率。
考点2
滑轮机械效率的相关计算
解：(1)由题图可知，此时绳子的有效股数n＝2，空气阻力、摩擦力及绳重不计，则绳子自由端的拉力F＝(G物＋G动)＝×(400 N＋100 N)＝250 N
绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×12 m＝24 m
人拉力做的功W总＝Fs＝250 N×24 m＝6000 J
人拉力的功率P＝＝100 W
(2)滑轮组提升物体时做的有用功W有＝G物h＝400 N×12 m＝4800 J
该滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%
变式训练　用图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900 N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5 m/s的速度匀速提高了5 m。拉力F做的功随时间的变化图像如图乙所示(不计绳重和滑轮与轴的摩擦)。此过程中滑轮组提升重物的机械效率为　 　，动滑轮的重力为　 　N。
　100　
　90%　
例3　[2025·合肥包河区一模]一辆汽车不慎陷入湿滑水平路面，司机利用滑轮组成功地将汽车拖了出来，其拖动过程可以简化成如图所示的模型。在水平拉力F＝1000 N的作用下，20 s内汽车沿水平方向匀速移动了4 m，已知该过程中整个装置的机械效率为80%(不计滑轮组及绳子的质量且绳子拉车的力也总是沿着水平方向)。求：
(1)作用在绳子自由端的水平拉力F做功的功率；
(2)汽车所受阻力f的大小。
解：(1)由题图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离s＝ns车＝3×4 m＝12 m
拉力做的总功W总＝Fs＝1000 N×12 m＝1.2×104 J
拉力做功的功率P＝＝600 W
(2)因为η＝×100%，所以拉力做的有用功
W有＝W总η＝1.2×104 J×80%＝9.6×103 J
滑轮组对汽车的拉力F'＝＝2400 N
因为汽车做匀速直线运动，所以汽车受到的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车受到的阻力f＝F'＝2400 N
变式训练　[2025·四川南充改编]如图所示，重为100 N的物体在水平拉力F的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12，若物体在10 s内向左移动了10 m，则克服地面对物体的摩擦力做的功为　 　J，滑轮组的机械效率为80%，则水平拉力F为　 　N。
　5　
　120　
例4　[2025·合肥高新区三模]如图所示，斜面的倾角为30°。某同学用500 N的推力沿斜面向上将重力为800 N的物体匀速推到了斜面顶端，则该过程中斜面的机械效率为　 　。
斜面机械效率的相关计算
　80%　
考点3
【解析】斜面的倾角为30°，则s＝2h，故η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。
变式训练　有一辆质量为2500 kg的小汽车沿着盘山公路以5 m/s的速度匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.6 km的山顶时，耗时30 min，汽车发动机牵引力的功率恒为25 kW，则此时盘山公路的机械效率为　 　。(g取10 N/kg，结果精确到0.1%)
　33.3%　
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