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第2课时　滑轮、滑轮组、斜面及机械效率
INCLUDEPICTURE "课后检测能力达标.TIF" INCLUDEPICTURE "../../江西中考总复习物理/课后检测能力达标.TIF" \* MERGEFORMAT
[基础巩固]
一、填空题
1．如图所示，摩擦、绳重和动滑轮自重忽略不计，两图中物体重力相同，则F甲∶F乙＝________．
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))
答案：4∶1
2．如图甲所示，将重为6 N的物体放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平直线匀速拉动它，弹簧测力计的示数为1.8 N，则物体受到的摩擦力为________N．如果改用一滑轮组沿水平直线匀速拉动该物体，所用拉力为1.2 N(如图乙所示)，则滑轮组的机械效率为________．
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))
答案：1.8　75%
3．一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200 m的路段时，竖直高度上升了20 m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中汽车的牵引力所做功为________，盘山公路斜面的机械效率为________．
答案：5×106 J　40%
二、选择题
4．(2025·南昌一模)如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，下列方法中能改变滑轮组的机械效率的是(　　)
A．拉力F的方向由竖直向右偏
B．增大提升重物的速度
C．增大被提升重物的质量
D．改变绕绳的方式
答案：C
5．(多选)如图所示，已知斜面长5 m，高3 m.利用这个滑轮装置将重为100 N的物体在5 s内从斜面的底端匀速拉到顶端，下列判断错误的是(　　)
A．绳端移动的距离是6 m
B．拉力做功的功率为30 W
C．物体在斜面上受到的摩擦力为40 N
D．该过程的机械效率为60%
解析：选ABC.由图可知，绳子承重段数为2，则绳端移动的距离为s＝nL＝2×5 m＝10 m，故A错误；拉力做的功为W总＝Fs＝50 N×10 m＝500 J，拉力做功的功率为P＝＝＝100 W，故B错误；利用该装置所做的有用功为W有用＝Gh＝100 N×3 m＝300 J，则额外功为W额外＝W总－W有用＝500 J－300 J＝200 J，若不计滑轮重、绳重和滑轮间的摩擦，物体在斜面上受到的摩擦力为f＝＝＝40 N，但题中未说明不计滑轮重、绳重和滑轮间的摩擦，故C错误；该过程的机械效率为η＝＝＝0.6＝60%，故D正确．故选ABC.
三、计算题
6．(7分)建筑工地上，工人用200 N的拉力提升480 N的建筑材料，已知工人做功的功率为300 W，不计绳重和摩擦，请计算：
(1)重物上升的速度v；(2分)
(2)动滑轮的重力G；(2分)
(3)滑轮组的机械效率η.(3分)
解：(1)由题图可知，与动滑轮相连的绳子股数n＝3，根据P＝＝＝Fv可得，自由端移动的速度为
v绳＝＝＝1.5 m/s
根据v绳＝nv可知，重物上升的速度为
v＝＝＝0.5 m/s.
(2)不计绳重和摩擦，根据F＝(G＋G动)可知，动滑轮的重力为
G动＝nF－G＝3×200 N－480 N＝120 N.
(3)该滑轮组的机械效率为
η＝＝＝＝＝＝0.8＝80%.
7．(8分)斜面是一种简单机械，生活中经常用到它．为了将重为1 000 N的箱子搬到货车上，工人取来一块木板搭在车厢上形成一个斜面(如图所示)，木板长s＝2.5 m，车厢高h＝0.8 m，工人用500 N的力沿着斜面将箱子匀速推到顶端．求：
(1)斜面的机械效率；(4分)
(2)设沿斜面推箱子的力为F，斜面对箱子的摩擦力是f，小文同学认为，在推动箱子向上做匀速直线运动的过程中，推力F与摩擦力f是一对平衡力，请从总功和有用功、额外功的关系角度，分析小文的观点是否正确．(4分)
解：(1)斜面的机械效率
η＝＝＝＝0.64＝64%.
(2)由W总＝W有用＋W额外得Fs＝Gh＋fs
整理后得F－f＝
因为≠0，所以F－f≠0，即F≠f，推力F与摩擦力f不是一对平衡力，所以小文的观点不正确．
四、实验题
8．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(丙))
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有用/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5
(1)第3次实验中机械效率是________．
(2)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：___________________________.
(3)比较第2次实验和第3次实验，可见提高机械效率的方法除了增大有用功外，还有减小额外功．
答案：(1)72.7%　(2)同一滑轮组，提升物重越重，机械效率越高
[全国视野]
一、填空题
1．(2025·重庆)在老旧小区改造中，工人用如图所示的装置把质量为60 kg的材料从地面竖直匀速提高10 m，则绳子自由端移动的距离是________m，若拉力F为400 N，这个装置的机械效率是________%.
答案：20　75
2．(2024·四川广安)房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体．如图所示，已知物体的重力为800 N，在绳子自由端用500 N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3 m，该滑轮组的机械效率为________．如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：________(填写序号).
①增加物体的重力
②增加提升物体的高度
③减小动滑轮的重力
答案：80%　①③
3．(2024·四川自贡)如图所示，把重为40 N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2 m，高0.6 m，沿斜面的推力F为20 N．那么，此过程中有用功是________J，斜面的机械效率是________．
答案：24　60%
二、选择题
4．(2024·江苏盐城)下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是(　　)
eq \o(\s\up7(),\s\do5(A)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(B))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(　 　C)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(　 　D))
答案：A
5．(2024·河南)如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦．下列说法正确的是(　　)
A．甲做的有用功多
B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大
D．乙所用装置的机械效率小
答案：C
6．(多选)(2025·四川成都)工人把重为200 N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示．图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行．下表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据．AB＝CF，BC＝FH，HK＝2 m，FG＝1.3 m，忽略箱子体积．则下列分析正确的是(　　)
路段 AB CF HK
推力(N) 10 117 10
时间(s) 13 20 12
A．工人的推力在AB段做功为26 J
B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力
D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
答案：AD
三、计算题
7．(8分)(2024·江苏苏州)某起重机的滑轮组结构示意图如图所示，其最大载重为5 t．起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%.不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10 N/kg.求：
(1)克服钢板重力做的功W有用；(2分)
(2)钢丝绳的拉力F；(2分)
(3)滑轮组满载时的机械效率(结果保留一位小数).(4分)
解：(1)克服钢板重力做的功为
W有用＝Gh＝mgh＝3 600 kg×10 N/kg×10 m＝3.6×105J.
(2)起重机的滑轮组做的总功为
W总＝＝＝4.5×105J
由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为
F＝＝＝＝1.125×104N.
(3)起重机的滑轮组做的额外功为
W额外＝W总－W有用＝4.5×105J－3.6×105J＝9×104J
动滑轮的重力为
G动＝＝＝9×103N
滑轮组满载时的机械效率为
η最大＝＝
＝＝84.7%.
四、实验题
8．(2025·四川广安)小丽用图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率．根据所学知识回答下列问题．
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 3 0.5 ① 66.7%
2 3 5 1.4 15 71.4%
3 6 9 2.5 27 ②
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))
(1)实验时应该竖直向上________(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计；
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示．第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为________；第3次实验中，机械效率②为________；
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更________(选填“省力”或“费力”).
答案：(1)匀速　(2)9　80.0%　(3)费力第2课时　滑轮、滑轮组、斜面及机械效率
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[基础巩固]
一、填空题
1．如图所示，摩擦、绳重和动滑轮自重忽略不计，两图中物体重力相同，则F甲∶F乙＝________．
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))
答案：4∶1
2．如图甲所示，将重为6 N的物体放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平直线匀速拉动它，弹簧测力计的示数为1.8 N，则物体受到的摩擦力为________N 如果改用一滑轮组沿水平直线匀速拉动该物体，所用拉力为1.2 N(如图乙所示)，则滑轮组的机械效率为________．
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))
3．一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200 m的路段时，竖直高度上升了20 m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中汽车的牵引力所做功为________，盘山公路斜面的机械效率为________．
二、选择题
4．(2025·南昌一模)如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，忽略绳重和摩擦，下列方法中能改变滑轮组的机械效率的是(　　)
A．拉力F的方向由竖直向右偏
B．增大提升重物的速度
C．增大被提升重物的质量
D．改变绕绳的方式
5．(多选)如图所示，已知斜面长5 m，高3 m.利用这个滑轮装置将重为100 N的物体在5 s内从斜面的底端匀速拉到顶端，下列判断错误的是(　　)
A．绳端移动的距离是6 m
B．拉力做功的功率为30 W
C．物体在斜面上受到的摩擦力为40 N
D．该过程的机械效率为60%
三、计算题
6．(7分)建筑工地上，工人用200 N的拉力提升480 N的建筑材料，已知工人做功的功率为300 W，不计绳重和摩擦，请计算：
(1)重物上升的速度v；(2分)
(2)动滑轮的重力G；(2分)
(3)滑轮组的机械效率η.(3分)
7．(8分)斜面是一种简单机械，生活中经常用到它．为了将重为1 000 N的箱子搬到货车上，工人取来一块木板搭在车厢上形成一个斜面(如图所示)，木板长s＝2.5 m，车厢高h＝0.8 m，工人用500 N的力沿着斜面将箱子匀速推到顶端．求：
(1)斜面的机械效率；(4分)
(2)设沿斜面推箱子的力为F，斜面对箱子的摩擦力是f，小文同学认为，在推动箱子向上做匀速直线运动的过程中，推力F与摩擦力f是一对平衡力，请从总功和有用功、额外功的关系角度，分析小文的观点是否正确．(4分)
四、实验题
8．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(丙))
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有用/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5
(1)第3次实验中机械效率是________．
(2)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：___________________________.
(3)比较第2次实验和第3次实验，可见提高机械效率的方法除了增大有用功外，还有减小额外功．
[全国视野]
一、填空题
1．(2025·重庆)在老旧小区改造中，工人用如图所示的装置把质量为60 kg的材料从地面竖直匀速提高10 m，则绳子自由端移动的距离是________m，若拉力F为400 N，这个装置的机械效率是________%.
2．(2024·四川广安)房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体．如图所示，已知物体的重力为800 N，在绳子自由端用500 N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3 m，该滑轮组的机械效率为________．如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：________(填写序号).
①增加物体的重力
②增加提升物体的高度
③减小动滑轮的重力
3．(2024·四川自贡)如图所示，把重为40 N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2 m，高0.6 m，沿斜面的推力F为20 N．那么，此过程中有用功是________J，斜面的机械效率是________．
二、选择题
4．(2024·江苏盐城)下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是(　　)
eq \o(\s\up7(),\s\do5(A)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(B))
eq \o(\s\up7(),\s\do5(　 　C)) eq \o(\s\up7(),\s\do5(　 　D))
5．(2024·河南)如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦．下列说法正确的是(　　)
A．甲做的有用功多
B．乙做的总功多
C．甲做总功的功率大
D．乙所用装置的机械效率小
6．(多选)(2025·四川成都)工人把重为200 N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示．图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行．下表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据．AB＝CF，BC＝FH，HK＝2 m，FG＝1.3 m，忽略箱子体积．则下列分析正确的是(　　)
路段 AB CF HK
推力(N) 10 117 10
时间(s) 13 20 12
A．工人的推力在AB段做功为26 J
B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力
D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
三、计算题
7．(8分)(2024·江苏苏州)某起重机的滑轮组结构示意图如图所示，其最大载重为5 t．起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%.不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10 N/kg.求：
(1)克服钢板重力做的功W有用；(2分)
(2)钢丝绳的拉力F；(2分)
(3)滑轮组满载时的机械效率(结果保留一位小数).(4分)
四、实验题
8．(2025·四川广安)小丽用图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率．根据所学知识回答下列问题．
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率η
1 1 3 0.5 ① 66.7%
2 3 5 1.4 15 71.4%
3 6 9 2.5 27 ②
eq \o(\s\up7(),\s\do5(甲))　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(乙))
(1)实验时应该竖直向上________(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计；
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示．第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为________；第3次实验中，机械效率②为________；
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更________(选填“省力”或“费力”).

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