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(共59张PPT)
第3课时　滑轮　机械效率
改变世界的机械
【构建知识网络】
知识点1 滑轮
1．定滑轮
(1)图示：
(2)定义：滑轮的位置固定不变的叫作定滑轮．
(3)实质：等臂杠杆．
(4)特点：不_____，但可以改变用力的_____．
省力
方向
(5)F与G的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：F＝G.
(6)绳端移动距离s和重物移动距离h的关系：s＝h.
(7)v绳与v物的关系：_______．
v物＝v绳
2．动滑轮
(1)图示：
(2)定义：滑轮的位置随被拉动物体一起改变的叫作动滑轮．
(3)实质：省力杠杆．
(4)特点：最多可以省一半力，但不能改变力的方向．
(5)F与G的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：______________．
(6)绳端移动距离s和重物移动距离h的关系：______．
(7)v绳与v物的关系：________．
F＝ (G物＋G动)
s＝2h
v绳＝2v物
3．滑轮组(竖)
(1)图示：
(2)定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起．
(3)特点：既可以_____，又可以_____________．
省力
改变动力方向
(4)F与G的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：F＝ (G物＋G动)．
n表示动滑轮上绳子的数量．
(5)绳端移动距离s和重物移动距离h的关系：s＝nh.
(6)v绳与v物的关系：v绳＝__v物．
n
4．滑轮组(水平)
(1)图示：
(2)F与f的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：_______．
(3)绳端移动距离s和重物移动距离s物的关系：_______．
(4)v绳与v物的关系：________．
s＝3s物
v绳＝3v物
知识点2 轮轴与斜面
1．轮轴
(1)定义：由两个半径不等的圆柱体固定在同一轴线上组成的，
大的称为___，半径为R，小的称为___，半径为r.
(2)作用在轮上的力F与作用在轴上的力G的关系：_______．
(3)特点：一是改变_____大小，二是改变物体的_________．
轮
轴
FR＝Gr
用力
运动速度
2．斜面
(1)定义：与水平面成一定夹角的倾斜平面．
(2)特点：如果不计摩擦，Gh＝FL，斜面长是斜面高的几倍，拉
力或推力就是物体所受重力的_________，所以说斜面是一种
_____机械．
(3)螺旋是特殊的_____．
(4)实例：盘山公路，螺丝钉．
几分之一
省力
斜面
知识点3 机械效率
1．三种功及其关系
(1)有用功：无论采取哪种方法都必须做的功，用W有用表示．
(2)额外功：并非需要，但又不得不做的功，用W额外表示．
(3)总功：有用功与额外功_____，用W总表示．
(4)关系：W总＝__________．
之和
W有用＋W额外
2．机械效率
(1)定义：_______跟_____的比值，用符号η表示．
(2)公式：_____________．机械效率没有单位．
(3)物理意义：反映机械做功性能的好坏．
(4)影响因素：与机械自重、摩擦、被提升物体的重力等因素
有关．
有用功
总功
(5)提高机械效率的方法
　①增大有用功；
　②减小额外功(减小摩擦或机械自重)．
(6)特点：任何机械的机械效率都_____1.
小于
3．机械效率的相关计算
机械 类型 滑轮组 斜面
图示
有 用 功 对物体的重力做的 功，W有用＝___. 克服摩擦力做的 功，W有用＝____. 对物体的重力做的
功，W有用＝___.
Gh
fs物
Gh
机械 类型 滑轮组 斜面
总 功 拉力F做的功，W总 ＝___，s＝nh(n为 承担物重的绳子段 数) 拉力F做的功，W总 ＝____，s绳＝ns物 (n为与动滑轮相连 的绳子段数) 拉力F做的功，
W总＝___.
机械 效率
Fs
Fs绳
FL
(1)动滑轮既能省力又能改变力的方向．( )
(2)滑轮组的省力情况由动滑轮的个数决定．( )
(3)机械做功越多，机械效率越高．( )
(4)任何机械的机械效率总是小于1.( )
(5)增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变．( )
(6)摩擦力所做的功都是额外功．( )
(7)使用任何机械，不仅不省功，反而多做了一些功．( )
×
×
×
√
×
×
√
实验 测量滑轮组的机械效率
【实验装置】
⊙命题点扫描
1．原理：η＝ ×100%.
2．主要器材及作用
(1)刻度尺：测量钩码移动的距离和绳子自由端移动的距离．
(2)弹簧测力计：测绳子自由端所受的拉力．
(3)钩码：改变物重的大小．
3．实验注意事项
(1)实验时要_________(填“竖直向上”或“斜向上”)、_____
(填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计，此时拉力_____弹簧
测力计的示数．
(2)测钩码升高的高度时，要“顶到顶，底到底”测量．
4．数据分析及结论：同一滑轮组，提升的物体越重，其机械效
率越___；提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越___．
竖直向上
匀速
等于
高
低
5．交流与反思
(1)滑轮组机械效率的影响因素：___________、_____________
_________、_____________．
(2)提高滑轮组机械效率的方法：___________________、_____
_____________、_______________．
物体的重力
绳子与滑轮间
的摩擦力
动滑轮的重力
增加提升物体的重力
减小
机械间的摩擦
减小动滑轮重力
(3)控制变量法的应用
　①探究η与G的关系：同一滑轮组，相同的绕线方式，只改
变___________；
　②探究η与G动的关系：控制滑轮组的绕线方式及所吊钩码
的数量相同，只改变___________________；
　③探究η与h的关系：控制同一滑轮组的绕线方式相同，所
提物体重力相同，只改变提升重物的_____．
钩码的数量
动滑轮的数量或重力
高度
⊙命题增长点
(1)实验可以省略的工具：_______，省略后用______计算机械效
率，反而能提高精度．
(2)如果不考虑摩擦力和绳重对实验的影响，改变绳子的绕法，
是否会影响滑轮组的机械效率？_____.
刻度尺
不会
考点1 滑轮　滑轮组(2025年13套卷3考)
1．[2025·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( )
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．[2021·烟台]用如图所示的四种方式匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦)，其中最费力的是( )
3．[2022·枣庄]如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法．
【方法点拨】
1.承担物重的绳子段数n的判断
在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子通过动滑轮(或有几段绳子与动滑轮相连)，n就等于几．如图所示：
2．用滑轮组来拉升重物时，拉力与物重的关系
(1)如果不考虑动滑轮的重力和绳子的摩擦力，则：F拉＝
(2)如果考虑动滑轮的重力，不考虑摩擦力，则：F拉＝
考点2 功、功率、机械效率(2025年13套卷5考)
1．[东营中考]对物理概念的理解是学好物理的关键．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( )
A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
【方法点拨】
　　功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大．功率与机械效率是两个完全不同的概念．
2．[2024·东营]如图所示，用甲、乙、丙
三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑
轮重20 N，杠杆(OB＝2OA)重10 N，手的拉
力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是( )
A．图甲：该装置不省力也不省距离
B．图乙：该装置的机械效率是三者中最低的
C．图丙：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小
D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高
考点3 机械效率计算(2025年13套卷1考)
1．[2025·日照]2024年，日照港跻身全球5亿吨
大港阵营．如图所示，工人用电动机驱动的起重
机搬运质量为10 t的集装箱．先在100 s内将集
装箱匀速提升10 m，此过程电动机的功率为1.2×104 W．然后
起重机又在100 s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5 m，此过
程的电动机的功率为1×102 W．不计空气阻力，g取10 N/kg.
下列说法正确的是( )
A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106 J
B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104 W
C．在上升过程中，起重机的机械效率为100%
D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104 J
【方法点拨】
滑轮组在竖直方向机械效率的计算
2．[2025·德州]如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物．
(1)请在图中画出货物所受重力G的示意图．
(2)已知此斜面长s＝3 m，高h＝1 m，小刚沿斜面方向用400 N
的推力将重900 N的货物以1 m/s的速度匀速从斜面底端推到顶
端(不计空气阻力，忽略箱子大小)，此过程中推力的功率为
____W，斜面的机械效率为____，物体在斜面上运动时所受摩擦
力为____N.
400
75%
100
【方法点拨】
1.斜面的机械效率
斜面的粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低．
2．斜面中摩擦力的求解方法：根据W额＝W总－W有得出额外功，再由W额＝fs求出f.
3.[2023·济宁]两个滑轮按如图所示的方式组合，用5 N的拉
力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m，物体与
地面间的摩擦力为9 N，则拉力F的功率为__W，滑轮组的机械
效率为____．
2
90%
【方法点拨】
滑轮组在水平方向机械效率的计算
1．[2025·上海]如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，下列说法正确的是( )
A．F1＝F2＝F3
B．F2>G
C．F1和F2是一对平衡力
D．F2和G是一对平衡力
2．[2025·扬州]如图所示，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是( )
A．克服动滑轮重力做的功是有用功
B．重物与人手移动的距离相等
C．重物与人手移动的速度相等
D．增加重物，动滑轮的机械效率变大
3．[2025·新疆]小明用一个动滑轮将重力为2 N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是( )
A．1.0 N
B．1.2 N
C．1.4 N
D．1.6 N
4．[2025·大庆]如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉
动，20 s汽车移动了5 m．已知绳端拉力F为900 N，汽车受到的
阻力为1 500 N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A．绳端移动的距离为15 m
B．此滑轮组的机械效率约为83.3%
C．汽车受到的拉力为1 800 N
D．绳端拉力F的功率为750 W
5．[2025·兰州]某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移
动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b
所示．已知物体的质量为0.5 kg，动滑轮的质量为0.1 kg，绳
子自由端的拉力F为2.5 N．则在0～5 s的时间内，下列说法正
确的是( )
A．绳子自由端移动的速度为0.02 m/s
B．滑轮组的有用功为0.5 J
C．拉力F的功率为0.05 W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
6．[2025·齐齐哈尔改编]小明用如图所示的滑轮拉着重100 N的物体A，使A以0.2 m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动5 s，作用在绳端的水平拉力F＝5 N，该滑轮的机械效率为80%.关于该过程，下列说法不正确的是( )
A．物体A受到的重力所做的功是0 J
B．绳端移动的距离是2 m
C．拉力F做功的功率是1 W
D．地面对物体A的摩擦力大小是8 N
7．[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.
F1＝F2
0.2
8．[2025·南充]如图所示，重为100 N的物体在水平拉力F为
10 N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倍，若物体在10 s内向左移动了
10 m，则拉力所做的功为____J，滑轮组有用功的功率为___W.
300
12
9．[2025·乐山]如图所示，在斜面上将一个重10 N的物体匀
速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝6 N，斜面长s＝0.6 m、高
h＝0.3 m，则拉力所做的功为____J；把重物直接提升h所做的
功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对
物体的摩擦力为__N.
3.6
1
10．[2025·苏州节选]如图所示，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法．
11．[2025·安徽]如图所示为某工人利用一滑轮提升物体的示
意图．若该工人将质量为40 kg的物体沿竖直方向匀速提升3 m，
此过程中滑轮的机械效率为80%，g取10 N/kg.求：
(1)物体受到的重力大小；
(2)工人所做的有用功；
(3)工人所做的总功．
解：(1)物体受到的重力大小为G＝mg＝40 kg×10 N/kg＝400 N；
(2)工人所做的有用功为W有＝Gh＝400 N×3 m＝1 200 J；
(3)根据机械效率的计算公式η＝ ×100%，可得工人所做的总
功为
12．[2025·遂宁]我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲所示的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景．借助如图乙所示的装置(篮子质量不计)，质量为60 kg的采矿工人用400 N的拉力将70 kg的矿石从矿坑匀速提起，10 s内矿石上升了2 m．(忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg)求：
(1)绳子自由端移动的速度；
(2)此滑轮组的机械效率；
(3)若工作时矿工双脚与地面接触面积为400 cm2，他对水平地面的压强大小．
解：(1)由图可知此n＝2，
则绳子自由端移动的距离为s＝nh＝2×2 m＝4 m，
绳子自由端移动的速度为
(2)矿石的重力为G矿＝m矿g＝70 kg×10 N/kg＝700 N，
则W有＝G矿h＝700 N×2 m＝1 400 J，
W总＝Fs＝400 N×4 m＝1 600 J，
机械效率为
(3)矿工的重力为G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N，
矿工对地面的压力为F压＝G人－F＝600 N－400 N＝200 N，
而S＝400 cm2＝0.04 m2，
则他对水平地面的压强为

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