资源简介

(共41张PPT)
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
中考考点清单解读
● 深挖教材过考点
● 中考重点实验与创新考法
● 中考题型强化提升
■考点一 滑轮和斜面（6 年 5 考）
1. 定滑轮、动滑轮和滑轮组（6 年 5 考）
类型 图示 定 义 实 质 特 点 拉力 F 与物体重力 G 的关系（不计绳重与摩擦） 重物提升的高度h 与绳子通过的距离s的关系
定滑轮 轴固定不动的滑轮 _______ 杠杆 可以改变_____ _______，不省力，不省距离 F=________ s=________
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
等臂
力的
方向
G
h
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
续表
动滑轮 轴可以随被吊物体一起运动的滑轮 动力臂 是阻力 臂二倍 的杠杆 不能改变力的 方向，可以____力，____ 距离 F=________ s=________
省
费
（G+
G 动）
2h
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
续表
滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起构成的 机械 — 既可以省力，又可以改变力的方向 F =_________（n指承担物重的绳子的段数） s =_________（n指承担物重的绳子的段数）
nh
（G+
G 动）
2. 轮轴和斜面
类型 实 质 特 点
轮 轴 轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，是一个变形的杠杆 如果动力作用在大轮上，阻力作用在小轮上，可以 _______ 力；如果动力作用在小轮上，阻力作用在大轮上，则 _____ 力
斜 面 一种简单机械 省 ________（选填“力”或“距离”）；提升物体到相同的高度，斜面越 ______（选填“长”或“短”）越省力
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
省
费
力
长
知识能力进阶
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. 当物体沿斜面向上做匀速直线运动时，若忽略摩擦，则斜面长是斜面高的几倍，拉力就是物体所受重力的几分之一，即 F = 。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
链接生活实例
有一个矿井，深 30 m，有两个工人将一个重为 500 N 的矿石从井底匀速拉向井面，如图所示，动滑轮重 20 N，不计绳重与其他摩擦。 如果两个工人始终保持相同的速度拉矿石， 则其中一个工人所用的拉力 F=______ N； 当矿石拉出井面时，则其中一个工人将绳子移动了 ____ m。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
260
30
■考点二 机械效率（2022 年、2021 年、2020 年考查）
1. 功的分类
有用功 不使用机械时，为达到工作目的我们必须要做的功，用 W 有用表示
额外功 在使用机械时，我们不需要但又不得不做的功，用 W 额外表示
总 功 有用功与额外功之和，用 W 总表示，W 总=______________
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
W 有用+W 额外
2. 机械效率
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
定义 物理学中，将 _______________________ 叫作机械效率，常用字母 _____ 表示
计算公式 _____________________
特点 有因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总 _____ 1
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
有用功跟总功的比值
η
η=
小于
3. 计算总功、有用功、额外功的公式
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
总功 ①W 总 =_______；②W 总 =W 有用 +W 额外；③W 总 =
有用功 ①W 有用= Gh；②W 有用=W 总 -W 额外；③W 有用=_______
额外功 ①W 额外 =____________；②W 额外 =____________
Fs
W 总 η
W 总-W 有用
W 总（1-η）
4. 三种模型的机械效率（2022 年、2021 年、2020 年考查）
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
模 型 图 示 机械效率
斜 面 （W总=Fs，W有用=Gh，其中s 为物体沿斜面移动的距离，h 为物体沿竖直方向移动的距离）
滑 轮 组 水 平 （W总=Fs绳，W 有用=Ffs物，其中 Ff 为物体与水平面间的摩擦力）
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
滑 轮 组 竖 直 （W总=Fs，W有用=Gh，其中物体竖直上升的高度为 h，绳自由端移动的距离为s）
续表
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
知识能力进阶 机械效率由有用功和总功两个因素决定。 反映的是有用功在总功中所占的比例的大小，与具体做功多少、是否省力无关，分析机械效率高低不能只考虑一个因素。
易错易混警示 机械效率表示有用功在总功中所占的比例，而功率是表示做功快慢的物理量。 有些同学会错误地认为机械效率高，功率就大，或者功率大，机械效率就高。
教材习题变式夯基础
1.［人教八下 P121，T2·同情境变式设问］用如图所示的电动起重机将重为 3 000 N 的货物提高 4 m，起重机的电动机功率为 2 000 W，此过程用时 10 s，则起重机的机械效率为 ______%。
60
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
2.［人教八下 P123，T7·同情境拓题］工人利用如图所示的装置，将 900 N 的货物以 0.2 m/s 的速度从地面匀速提升到 3 m 高的一楼楼顶，已知动滑轮的质量为 6 kg，不计绳重及摩擦，g 取 10 N/kg。 下列分析正确的是（ ）
A. 工人所用拉力为 300 N
B. 拉力的功率为 64 W
C. 提升货物时，滑轮组做的额外功为 180 J
D. 在某次匀速提升货物时，机械效率为 90%，则这些货
物的质量为 50 kg
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
C
易错诊断
判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
1. 使用动滑轮一定省力。 （ ）
2. 费力的机械在实际生产中没有应用的价值。 （ ）
3. 省力多的机械的机械效率高。 （ ）
4. 使用机械效率高的机械可以省功。 （ ）
5. 若两种机械在相同时间内做的额外功相等，则这两种机械的机械效率相同。 （ ）
×
×
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
×
×
×
6. 减小斜面的倾斜程度，可以提高斜面机械效率。 （ ）
7. 滑轮组的机械效率越大，拉力做功就越快。 （ ）
8. 在总功相同时，机械效率越高的机械，有用功就越多。 （ ）
9. 使用机械做功时，如不考虑机械自重及所引起的摩擦，机械效率可以高于 100%。 （ ）
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
×
×
√
×
实验：测量滑轮组的机械效率
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
实 验 命题点
实验原理
实验器材 及实验装 置图 滑轮组、钩码、 弹簧测力计、 刻度尺 1. 画出滑轮组的绕线方法（奇动偶定：如果 n是奇数，绳子绕线从动滑轮开始；如果 n 是偶数，绳子绕线从定滑轮开始）
续表
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
实 验 命题点
实验 步骤 1. 用弹簧测力计测量钩码所受的重力 G。 2．安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。 3．缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F，用刻度尺测出钩码提升的高度 h 和绳端移动的距离 s。 2. 弹簧测力计匀速竖直拉动的目的（保证拉力大小等于弹簧测力计的示数）。
3. 有用功的计算（①__________
______）。
W 有 用 =
Gh
续表
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
实 验 命题点
实验 步骤 4. 改变钩码的数量，重复上面的实验。 5. 改变动滑轮个数，重复上面的实验。 6. 计算三次实验中测得的机械效率 4. 绳子自由端移动的距离和物体上升高度的关系（②____________）。
5. 机械效率的计算（③____________
__________________）
s =nh
η= =
= =
续表
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
实验 结论 在其他条件一定时，所提升重物越重，滑轮组的机械效率越高；在其他条件一定时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高 6. 滑轮组机械效率的影响因素（④_____________________、 ⑤ ______________________、 绳子与滑轮之间的摩擦力）
物体的重力
动滑轮的重力
图解实验考点
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
一题串练一实验
例 1 某学校物理小组科学实践过程中发现建筑工地上耸立的塔吊是一种用电动机带动动滑轮组提升重物的设备，为了研究如何提高滑轮组的机械效率，物理小组的成员们进行了“探究影响滑轮组机械效率因素”的实验，实验记录及实验装置如图所示。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
证据·设计实验、收集证据
（1）除了如图所示的器材和弹簧测力计外，还需要的测量工具是 ________。 实验中应沿竖直方向 ______ 拉动弹簧测力计。
（2）第 1 次实验测得的机械效率为 ______%（百分号前保留一位小数）。 分析表中数据可知：第4 次实验是用 ______ 图所示装置来完成的。
解释·得出结论、作出解释
（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 __________。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
刻度尺
匀速
55.6
丙
无关
（4）通过比较 _____ 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 ________ 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。
交流·交流合作、评估反思
（6）改变图甲中的滑轮组的绳的绕法，若忽略绳重和摩擦，则改变后的滑轮组的机械效率 ________（选填“大于”“小于”或“等于”）图甲中的滑轮组的机械效率。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
1、3
3、4
等于
（7）实验中很难做到匀速拉动，所以弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们想在静止时测出拉力的大小。 这样做会导致测得的机械效率 _____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
拓展设问
（8）［图像结合］另一实验小组的同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁所示的图像。 分析图像中的 A 点可知，此时被提升物体所受的重力 _______（填选项字母）。
A．大于 8 N
B．等于 8 N
C．小于 8 N
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
偏大
A
例 1 ［25·河北学考样卷］ 如图 a 所示，用甲、乙两个滑轮组分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为 F 甲、F 乙，此过程相关数据如图 b 所示。下列说法正确的是 （ ）
A. F 甲的功率等于 F 乙的功率
B. 两滑轮组的机械效率相等
C. 两滑轮组的有用功相等
D. 两滑轮组绳子自由端移
动的距离相等
■题型一 简单机械的相关判断与计算
C
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
题型解法
1. 用滑轮组来提升重物时，计算绳子拉力的方法：（1）如果不考虑动滑轮和绳子的重及摩擦：F 拉 = ；
（2）如果考虑动滑轮的重，不考虑摩擦及绳重，F 拉 = 。
2. 判断机械效率的大小，根据 η= ，比值越大，机械效率越大。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
对点集训
练 1 ［25·邯郸 10 中一模］ 如图，每个滑轮质量相同，重为 G 的物体，在拉力的作用下匀速上升，已知乙滑轮组的效率为 η乙，不计摩擦、绳重和木板重，下列说法不正确的是 （ ）
A. 两滑轮组的机械效率可能相等
B. F1 一定大于 F2
C. 每个滑轮重
D. 甲、乙将重物提升相同的高度时，拉力的
功率可能相等
A
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
练 2 用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重 200 N 的物体，使物体在 4 s 内匀速前进了 4 m。已知物体受到地面的摩擦力为60 N，所用拉力大小为 25 N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是 （ ）
①使用该滑轮组省力但没省功
②拉力做功的功率为 50 W
③该滑轮组的机械效率为 80%
④物体克服摩擦力做的功为 240 J
A. 只有①③④正确 B. 只有②③④正确
C. 只有①③正确 D. 只有①④正确
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
A
练 3 ［25·保定涿州一模］ 小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率， 同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是 （ ）
A. 斜面是一种可以省功的机械
B. 匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是
不变的
C. 本实验中，用质量相同的小车替代木块，可提高斜面的机械效率
D. 匀速拉动木块时，木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
C
例 2 ［25·石家庄裕华区一模］ 石家庄城市建设如火如荼，如图甲所示为工人使用升降平台清洗高空玻璃幕墙的情景。升降平台结构简图如图乙所示，吊篮由电动机控制升降，吊篮和两动滑轮总重为 500 N，静置在水平地面时，吊篮与地面的接触面积是 5 000 cm2。某次吊升过程中，吊篮在 20 s 内匀速上升了4 m，两名工人及清洗工具的总重为 2 000 N。不计绳重和摩擦，求：
■题型二 机械效率的综合计算
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
（1）两名工人带清洗工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强；
（2）本次吊升过程中电动机的输出功率；
（3）本次吊升过程中平台的机械效率。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
解：（1）工人带工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，吊篮对水平地
面的压力大小等于吊篮和两动滑轮总重、工人和工具的总重力大小之和，即
F 压=G 总=500 N+2 000 N=2 500 N，
吊篮对水平地面的压强：p= = =5 000 Pa；
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
（2）由题图乙可知，n=4，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：
F= （G+G 动 +篮）= ×（2 000 N+500 N）=625 N，
电动机做的总功：W 总=Fs=Fnh=625 N×4×4 m=10 000 J，
则本次吊升过程中电动机的输出功率：P= = =500 W；
（3）电动机做的有用功：W 有用=Gh=2 000 N×4 m=8 000 J，
则本次吊升过程中平台的机械效率：η= ==80%。
题型解法
机械效率是有用功和总功的比值。 计算机械效率时要找到利用机械的目的，是提升物体，还是平移物体，以便确定有用功。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
对点集训
练 1 五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。 若小轿车的质量为 1.2 t，轮胎底部与沙滩接触的总
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
面积为 0.2 m2，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图像如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力 F 恒为 2×103 N（g 取 10 N/kg）。 问：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？
（3）在此过程中滑轮的机械效率为 90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
解：（1）小轿车的质量为 1.2 t，因小轿车在水平沙滩上，小轿车对地面的压
力大小等于小轿车受到的重力，则
F 压=G=mg=1.2×103 kg×10 N/kg=1.2×104 N，
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
故小轿车静止时对沙滩的压强：p= = =6×104 Pa；
（2）由题图甲可知，n=2，由题图乙可知，小轿车被匀速拉动的速度为
0.5 m/s，拉动的时间为 10 s，则小轿车被匀速拉动通过的路程：
s 车=vt=0.5 m/s×10 s=5 m；
（3）绳子自由端通过的距离：s 绳=ns 车=2×5 m=10 m，滑轮做的总功：
W 总=Fs 绳=2×103 N×10 m=2×104 J，根据 η = 可知，滑轮做的有
用功：W 有用=W 总 η=2×104 J×90%=1.8×104 J，
则小轿车受到的拉力做功的功率：P= = =1 800 W。
练 2 某货场对一个木箱进行称重，如图甲所示，磅秤显示为 105 kg。 小明站在地上想用图乙所示的滑轮组把木箱提升到高处去，他竭尽全力也没有提起来，磅秤最小示数是 5 kg。他脑筋一转，换了种组装方式，如图丙所示，顺利地将木箱匀速提升。 已知木箱的底面积为 0.5 m2，小明重为 600 N，不计
摩擦和绳重，g 取 10 N/kg。 求：
（1）图甲中，木箱对磅秤的压强；
（2）动滑轮所受的重力；
（3）图丙中，小明匀速提升木箱时，
滑轮组的机械效率。
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
解：（1）由题图甲可知，木箱的质量 m 箱=105 kg，则木箱的重力：
G 箱=m 箱 g=105 kg×10 N/kg=1 050 N，
木箱对磅秤的压强：p== = =2 100 Pa；
（2）如题图乙，n=2，他竭尽全力也没有提起来，磅秤最小示数是 5 kg，则
人对绳子的拉力：F 拉 1 =G 人 =600 N，磅秤最小示数是 5 kg，则此时磅秤对
木箱的支持力：F 支 1=5 kg×10 N/kg=50 N，不计摩擦和绳重，则此时人对
绳子的拉力：F拉 1=（G 箱-F 支 1+G 动），所以动滑轮所受的重力：
G 动=2F 拉1-（G 箱-F 支 1）=2×600 N-（1 050 N-50 N）=200 N；
第十五讲 斜面、滑轮组及机械效率
（3）改变绕绳方式后，如题图丙所示，此时承担物重的绳子股数 n=3，由于
能顺利地将木箱匀速提升，且不计摩擦和绳重，则滑轮组的机
械效率：η= = == =84%。

展开更多......

收起↑