资源简介

(共30张PPT)
滑轮与机械效率
知识体系构建
重点夯基训练
重点实验突破
聚焦山东中考考法
例1 (RJ八下P113素材)
如图甲所示，旗杆顶部的装置 其实是____
（选填“定”或“动”）滑轮，它的实质是一个______
杠杆，用它可以改变力的______。图乙是液压起重
车的示意图,使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过
与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起，并安放
定
等臂
方向
动滑轮
省力
距离
省力
到需要的地方。起重机如图处标注的滑轮是________（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
它可以______，但是费______，它相当于一个______杠杆。
例2 如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的
滑轮组。
例2图
[答案]
例3 如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡 车的车厢间倾斜放置一长木板搭
成斜面，将地面 上的货物沿斜面匀速推上车厢。已知车厢高 1.5m, 木板长3m, 货物
重600 N, 沿斜面所用的 推力为400 N, 则下列说法错误的是 ( )
C
A.利用斜面搬运货物可以省力，但不能省功
B.货物与斜面间摩擦力为100 N
C. 此斜面的机械效率为70%
D.若只换用更粗糙的长木板搭成斜面，其机械效率将减小
例4 如图甲所示是用于松紧内六角螺丝的扳手 ，AB>BC, 该工具使用时是一个
( 选 填“滑轮”或“轮轴”),图 (选填“乙”或 “丙”)中的方法可以更轻松的
拧动螺丝。
轮轴
乙
实验 测量滑轮组的机械效率
例.某科技创新小组测量滑轮组的机械效率。
【猜想与假设】
猜想一：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关；
猜想二：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；
猜想三：滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。
【设计与进行实验】
根据猜想，利用甲、乙、丙所示装置进行了实验探究，测得的数据如表所示。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
1.除图中所示器材，完成该实验还需要的测量 工具是 。
刻度尺
2. 实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动 弹簧测力计。
【分析与论证】
3.分析表中数据可知，第3次实验是利用图中 (选填“甲”“乙”或“丙”)装置完成的，
它的有用功是 J, 机械效率η= %。
4. 通过比较 两次实验可以得出：同一滑 轮组提升重物时，物重越大，滑轮
组的机械效 率越 。
5. 通过比较2、4两次实验可以验证猜想 一 是 (选填“正确”或“错误”)的。
6. 通过比较2、3两次实验可以得出：不同滑轮 组提升相同重物时，动滑轮越重，滑
轮组的机械效率 越 。
匀 速
丙
0.4
80
1 、2
高
错 误
低
【交流与评估】
7. 小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹 簧测力计的示数不稳定，应该静止
读数，你认 为他的想法是 (选填“正确”或 “不正确”)的，因为他没有考虑
摩擦力对滑轮 组机械效率的影响；若是静止读数，则所测得 的机械效率 (选
填“偏大”“偏小”或 “不影响”)。
8. 若小明在实验过程中加速拉动绳子时读出了 弹簧测力计示数 ， 则测得的机械效
率将 (选填“偏大”“偏小”或“不影响”)。
不 正 确
偏 大
偏小
滑轮和滑轮组
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 ( )
C
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.（多选）（2025威海）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20 N; 弹性限度内，弹
簧伸长的最大长度为80 cm, 弹簧所受拉力F 与其“伸长的长度”△x 成正比，如图乙
所示。弹簧、细绳、 拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下 缓慢拉动拉环。
下列说法正确的是( )
AC
A. 弹簧拉力为60 N 时，绳a 拉力为140 N
B. 拉环向下移动10 cm, 弹簧伸长10 cm
C. 弹簧拉力为300 N 时，拉环向下移动30 cm
D. 健身器材提供的最大拉力为820 N
3.（多选）（2024烟台）如图所示，小明用的拉力将重为 的物
体匀速提高了，用时 ，忽略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说
法正确的是( )
BC
A.绳子自由端移动的速度为 B.动滑轮所受的重力为
C.小明所做的额外功为 D.滑轮组的机械效率为
解析： 绳子自由端移动的距离 ，所以速度
，故A错误； ，故B
正确；在该过程中额外功为动滑轮做功，所以额外功
，故C正确；滑轮组的机械效率
，故D错误。
机械效率的理解及相关计算
4.（2025青岛）小明设计了如图所示的滑轮组 帮助工人搬运建筑材料。 一名工人
12 s 内 用400 N 的拉力通过滑轮组将水平地面上重为 1150 N的建筑材料匀速提
升3 m (不计绳重 和摩擦)。 下列说法正确的是 ( )
C
A. 绳子自由端移动的距离为12 m
B.工人做的有用功为2300 J
C. 拉力的功率为300 W
D. 提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低
解析：A.由图可知，承担物重的绳子段数 n=3, 所 以 绳子自由端移动的距离s=nh
=3×3m=9m, 不是12m, 故A 错误；B.有用功是克服建筑材料重力做的功，所以工
人做的有用功 W有用 = Gh=1150N×3m=3450 J,不是 2300J,故 B 错误；C. 拉力做的
总功 W总= Fs=400N×9m=3600 J,则拉力的功率 ，故C 正确；
D.不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η==
，由此可知，当提起的物体越重(G 物越大)时，越小，η=越大，滑轮组
的机械效率越高，故D 错误。
5.（2025济宁）将如图中的滑轮以不同的绕线方式组装成甲、乙滑轮组(甲比乙省
力)。小明分别用甲、乙滑轮组，在5 s内将重为50 N 的物体竖直匀速提升0.2m 。
每个滑轮重为4 N, 忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
D
A. 使用甲滑轮组时的拉力为27 N
B. 使用乙滑轮组时的绳子自由端移动了0.6m
C. 使用甲滑轮组时拉力的功率比乙的大
D. 两个滑轮组的机械效率相等
解析：图中有两个滑轮，两种不同的绕法中甲比乙省 力，忽略绳重和摩擦，根据
可知，甲组装中连接动滑轮绳子的股数是3股，乙组装中连接动滑轮绳子
的 股数是2股；根据组装方式可知，甲滑轮组的拉力 F甲= ,故A
错误；使用乙滑轮组时 的绳子自由端移动的距离s乙=n乙h=2×0.2m=0.4m,故 B 错误；
已知甲滑轮组绳末端的拉力为18 N, 使用甲滑 轮组时的绳子自由端移动的距离s甲 =n甲h
=3×0.2m=0.6m, 甲绳末端移动的速度 使用甲滑轮组时拉力的功率P甲=F甲v甲=18 N×0.12
m/s=2.16W, 根据组装方式可知，乙滑轮组的拉力，乙绳末
端移动的速度v乙==使用乙滑轮组时拉力的功率 P乙= F乙v乙=27 N
×0.08 m/s=2.16W 。 综合上述分析可知， 使用甲滑轮组时拉力的功率与乙的相等，
故C 错误；
两种 组装方式中，克服物体的重力做功为有用功，且有用功相 同，忽略绳重和摩擦，
克服动滑轮重力做功为额外功，且 额外功相同，根据 η=可知，两种
组装方式中机械效率相等，故D 正确。
6.（2025潍坊）如图甲所示，电动机通过滑轮组 沿斜面匀速拉动重为900 N 的货
物，电动机 的输出功率恒为240 W。0～10s 内货物运动 的路程随时间变化关系
如图乙所示，货物被 提升的高度为2 m 。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，
则0～10 s 内 ( )
C
A. 斜面对货物的支持力做功为1800 J
B. 电动机对绳子的拉力为600 N
C.货物受到斜面的摩擦力为150 N
D.滑轮组的机械效率为80%
解析：支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动 方向是沿斜面向上，支持力与
货物的运动方向相互垂直。 根据功的计算公式 W=Fs, 当力的方向与物体运动方向
垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0 J, 故 A 不 符合题意；由图乙可知，
10秒内货物匀速移动了4 m, 因 为滑轮组由4段绳子拉动货物，所以绳子自由端移动的
距离s绳=4s物=4×4 m=16m; 电动机的输出功率P= 240W, 整个过程的时间 t=10s, 可得
电动机做的总功 W总=Pt=240 W×10s=2400J;根据功的计算公式 W=Fs 变形可得，电动
机对绳子的拉力150N, 故 B 不符合题意；货物的重力G=900N,
被提升的高度h=2m, 克服货物重力所做的功为有用功 W有用=Gh =900N×2m=1800 J,
因为不计滑轮重、绳重及滑轮与 绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的
摩 擦力，即W 额外=W 总-W 有用=2400J-1800J=600J；
额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为 W额外=fs物，变形可得摩擦力
150N, 故C 符合题意；机械效率即η=
=75%，故D不符合题意。
7.（2023济宁）两个滑轮按如图所示的方式组合，用的拉力 拉动绳端，使物体
在内水平向左匀速滑动，物体与地面间的摩擦力为，则拉力 的功率为
___ ，滑轮组的机械效率为______。
2
90%
8.（2025泰安）重300 N 的 货 物静止在仓库水平地面上，与地
面的接触面积为800 cm 。 工人用如图所示的滑轮组，将该
货物匀速提升到3 m高的货架上，工人对绳子竖直向下的拉力
为200 N。求 ：
(1)货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
解：货物的重力G=300 N,接触面积S=800 cm =800×10 m =0.08m
货物静止在水平地面上时，对地面的压强得
（2）滑轮组的机械效率。
解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械 效率
η
9.（2025烟台）为了方便快捷地从河中取水，小 明利用身边的物品设计了一款
“打水神器” (图甲),其中无盖塑料瓶的质量为110 g,容 积 为2. 5 L,瓶底有一圆孔，
绳子穿过圆孔和瓶 口，绳子上系一细棒A,A 的长度大于圆孔的 直径，绳子下
端拴着一个直径略大于瓶口的 小 球 B, 小球体积为50 cm , 密 度 为 7.8 × 10 kg/m 。
打水时，人握住绳子上端，将“打水神器”抛入河水中，水逐渐进入瓶子(图乙)。水
满后，将装置提起(图丙),然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中，松开绳子，水就自动
地流进水 桶(图丁)。忽略细棒与绳子的质量和体积，g取10 N/kg,ρ 水=1.0×10 kg/m 。
求 ：
（1）小球B 的重力；
解：小球 B 的 重 力 G= mg =ρVg=7.8×10 kg/m ×50×10 m ×10 N/kg=3.9N
（2）图乙中，假设河水进入瓶子的过程中瓶子 是匀速下沉的，且绳子与圆孔、
瓶口边缘均不接触，当瓶内水的体积为瓶子容积的一半时， 瓶子底部受到细棒的
压力；
解：小球受到的浮力 F 浮=ρ水gV排=1.0×10 kg/m ×10N/kg×50×10 m =0.5N
匀速下沉时，小球受力平衡，则小球受到绳子的拉力F= G-F 浮=3.9 N-0.5N=3.4N
则细棒受到绳子的拉力F′=F=3.4N
则瓶子底部受到细棒的压力F 压=F′=3.4N
（3）图丙中，“打水神器”离开水面后匀速上 升过程中的机械效率。
解：水满后，将装置提起(图丙),水的质量为 m水=ρ水V水 =1.0×10 kg/m ×2.5×10 m =
2.5 kg
则“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率
η===
==

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