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(共40张PPT)
第15课时　滑轮　斜面　机械效率
过 基 础
知识点　 　定滑轮、动滑轮和滑轮组
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
示意图
实质 ________杠杆 动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆 /
等臂
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
特点 ______(选填“能”或“不能”)改变力的方向，但不省力 省力但________(选填“能”或“不能”)改变力的方向，且费距离 既能省力，又可以改变力的方向，但费距离
能
不能
知识点　 　斜面和轮轴
简单机械 斜面 轮轴
图示
特点 省______但费距离； 同样的高度，斜面的倾角越小，斜面就越长，就越________ 可以连续转动的不等臂杠杆；
若动力作用在轮(大轮)上，则________；若动力作用在轴
(小轮)上，则________
生活实例 盘山公路、斜面传送带等 门把手、汽车方向盘等
力
省力
省力
费力
1．有用功、额外功、总功(如图1所示)：
知识点　 　机械效率
图1
W有用＋W额外
注意　使用机械能省力、改变力的方向或省距离，但使用任何机械都不能省功。
2．机械效率(η)
(1)定义：__________跟________的比值，通常用百分数表示。
(3)特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以有用功总是________总功，因此机械效率总是________1。
有用功
总功
小于
小于
注意　机械效率与是否省力、做功多少、功率大小等无关。
(4)几种装置的机械效率
机械类型 滑轮(组) 斜面
运动方式 竖直匀速提升物体 水平匀速拉动物体 /
示意图
机械类型 滑轮(组) 斜面
有用功 W有用＝Gh W有用＝①_______ W有用＝②_____
总功 W总＝Fs绳＝nFh W总＝Fs绳＝nFs物 W总＝③______
额外功 W额外＝W总－W有用，不计绳重和摩擦时，W额外＝④________ W额外＝W总－W有用 (W额外来自绳和滑轮间的摩擦，若此摩擦不计，则W额外＝0 J) W额外＝fs＝W总－W有用＝
⑤__________
fs物
Gh
Fs
G动h
Fs－Gh
过 易 错
易错点　 　动滑轮承重的绳子段数和相关的力
例1　(2024仲元中学一模改编)图2为探究滑轮组作用的实验装置，钩码总重为6 N，实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计(不计绳重和摩擦)。
图2
(1)由图可知拉力大小为______N，动滑轮重______N。
(2)若钩码上升的高度为5 cm，则弹簧测力计向上移动的距离为______cm。
2.4
1.2
15
分析动滑轮承重的绳子段数n和受力情况(不计绳重和摩擦)：
①找与动滑轮直接接触的绳子
②承重绳子段数n＝2
③每段绳子上力的大小与绳子自由端的拉力F相同，2F＝G动＋G
易错点　 　混淆功率与机械效率
例2　某施工工地上，技术革新小组将一个机械改进后提高了机械效率，用它把同样的物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比 (　　)
A．功率更小了　
B．功率更大了
C．总功不变，有用功增加了　
D．总功减小了，额外功减小了
D
功率反映物体做功的快慢，机械效率反映物体所做有用功在总功中的占比，两者是完全不同的概念，没有必然联系。
易错点　 　影响机械效率的因素
例3　用如图3所示的滑轮组提升重物(忽略绳重及摩擦)，下列做法中，能提高滑轮组机械效率的是 (　　)
A．增加重物被提升的高度
B．减小动滑轮的质量
C．改变绳子的绕法，增加承担重物的绳子段数
D．减小重物的质量
B
图3
提高滑轮组的机械效率
过 实 验
实验　 测量滑轮组的机械效率(教材重点实验)
例题　某兴趣小组在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，用如图4所示的实验装置缓慢提升重物，得到的数据如下表所示。
图4
实验 次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功 W有用/J 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 1 0.3 0.3 66.7%
2 4 0.1 0.4 1.7 0.3 0.51 78.4%
3 2 0.2 0.4 1 0.6 ① ②
(1)本实验中需要用到的测量工具除了弹簧测力计，还有__________。
(2)请将表格中①、②两处的数据补充完整：
①_______，②__________。
图4
实验 次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功 W有用/J 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 1 0.3 0.3 66.7%
2 4 0.1 0.4 1.7 0.3 0.51 78.4%
3 2 0.2 0.4 1 0.6 ① ②
刻度尺
0.6
66.7%
(3)由1、2两次实验数据得出结论：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，滑轮组机械效率越_____。
(4)由1、3两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________(选填“有关”或“无关”)。
图4
实验 次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功 W有用/J 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 1 0.3 0.3 66.7%
2 4 0.1 0.4 1.7 0.3 0.51 78.4%
3 2 0.2 0.4 1 0.6 ① ②
高
无关
(5)小军发现边拉动弹簧测力计边读数，其示数不稳定，他认为应在弹簧测力计静止时读数。小明表示他的想法并不合理，因为他没有考虑到_________ _______________对实验的影响。
图4
实验 次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功 W有用/J 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 1 0.3 0.3 66.7%
2 4 0.1 0.4 1.7 0.3 0.51 78.4%
3 2 0.2 0.4 1 0.6 ① ②
绳子与滑
轮之间的摩擦
过 考 点
考点　 　滑轮、滑轮组
1．如图5所示，在竖直方向上的力F1、F2、F3、F4的作用下，物体A均能匀速上升。若不计绳重及摩擦，则四个力中最大的是 (　　)
A．F1　
B．F2
C．F3　
D．F4
B
图5
2．小明用如图6所示的装置提升重为400 N的物体，使其匀速上升，不计摩擦、绳重和滑轮自重。下列说法正确的是 (　　)
A．两个滑轮均为动滑轮
B．小明对绳子的拉力为200 N
B
图6
C．若绳子自由端移动0.5 m，则物体上升1 m
D．利用此装置既可以省力，又可以省距离
3．(2024广大附中三模改编)小罗设计了一款家用手摇升降晾衣架，如图7所示。若将总重为38 N的衣物(带衣撑)挂在重1 N的横杆上，转动摇轮的手柄使衣物以0.1 m/s的速度匀速上升，此过程中摇轮对绳子的拉力为10 N。(每个滑轮重力相等，不计绳重和摩擦)
(1)此过程中，绳子移动的速度为
_______m/s。
(2)一个滑轮所受的重力为______N。
0.4
图7
0.5
4．如图8所示，用滑轮组提升重物，已知物重G＝600 N，绳子最大承受力为250 N，不计绳重和摩擦。
(1)请在图中画出绳子的绕法。
(2)重物以0.2 m/s的速度匀速上升时，拉力大小为220 N，此时拉力的功率是_______W。
132
图8
如答图1所示
答图1
考点　 　斜面
5．如图9所示，为了把两件相同的货物搬运到高台上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，并用沿斜面向上的力将货物从斜面底端匀速推到顶端。下列说法正确的是 (　　)
图9
A．利用斜面提升货物可以省力省距离
B．利用斜面提升货物可以省距离但费力
C．利用斜面提升货物时，克服货物重力做的功更多
D．与AB斜面相比，利用CD斜面提升时更费力
D
考点　 　机械效率
6．如图10所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械将同一物体M匀速提升同样的高度。测得两次拉力F甲、F乙和物体M所受的重力GM如右表所示。关于该过程，下列说法正确的是　 　 　 　 (　　)
A．甲机械省力
B．甲机械所做的有用功比乙机械的大
C．增大甲机械中滑轮的重力，可以提高甲机械的效率
D．增大物体M的重力，可以提高乙机械的效率
D
F甲 F乙 GM
12 N 8 N 10 N
图10
7．(2025广大附中一模改编)小明用平行于斜面的推力将重为600 N的货物从斜面底端匀速推到顶端的车厢，如图11所示。已知斜面的机械效率为60%(不计空气阻力)，这一过程中(　　)
A．小明所做的总功为3 600 J
B．物体受到的摩擦力大小为100 N
C．小明所用的推力大小为1 000 N
D．通过改良斜面，可能使斜面的机械效率达到100%
B
图11
8．(2023广州)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图12，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高了0.5 m，水瓶对绳a的拉力F1＝30 N，绳b对人的拉力F2＝480 N。此过程中 (　　)
A．有用功为300 J　
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功　
D．滑轮组的机械效率为80%
D
图12
9．(2025南沙区二模)有甲、乙两台机械，通过查阅资料了解到这两台机械的参数如图13所示，从图中可知 (　　)
A．甲、乙两机械做的有用
功相同
B．甲机械总功大
C．乙机械额外功小　
D．乙机械的机械效率较高
A
图13
10．(2025白云区二模)A、B两物体的质量均为1 kg。如图14甲，小白同学分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端，对物体做功的情况如图乙所示，下列分析错误的是(g取10 N/kg) (　　)
A．对物体A做的有用功是2 J
B．斜面的高度是0.2 m
C．对物体B做的额外功是0.5 J
D．两次的机械效率ηA＝ηB
D
图14
11．如图15所示，用滑轮组将重450 N的物体M沿水平地面匀速拉动1 m，用时2 s，绳子自由端拉力F的大小为40 N，物体M所受摩擦力的大小为90 N。求：
(1)拉力F所做的总功；
(2)拉力F所做的有用功；
(3)拉力F做功的功率。
图15
解：(1)由题图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离
s1＝3s＝3×1 m＝3 m
拉力F所做的总功W总＝Fs1＝40 N×3 m＝120 J
(2)拉力F所做的有用功W有用＝fs＝90 N×1 m＝90 J
参考答案
过基础
知识点1　等臂　　(G＋G动)　能　不能
知识点2　力　省力　省力　费力
过易错
例1　(1)2.4　1.2　(2)15
例2　D　例3　B
过实验
例题　(1)刻度尺　(2)①0.6　②66.7%　(3)高
(4)无关　(5)绳子与滑轮之间的摩擦
过考点
1．B　2．B　3．(1)0.4　(2)0.5
4．(1)如答图1所示　(2)132
5．D　6．D　7．B　8．D　9．A　10．D
11．解：(1)由题图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离
s1＝3s＝3×1 m＝3 m
拉力F所做的总功W总＝Fs1＝40 N×3 m＝120 J
(2)拉力F所做的有用功W有用＝fs＝90 N×1 m＝90 J
答图1

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