资源简介

(共41张PPT)
第28讲　机械功、功率、滑轮及机械效率
中考一轮复习
【课标内容要求】
学习内容 内容要求
4.1　能的形式、转移
与转化 ①用实例说明功和功率的概念与意义。
②知道常见的简单机械(滑轮、斜面等)的特点，并
用它们解释一些生活实例。
③能区别机械功率和机械效率。
思维导图
简单
机械
杠杆
定义
五要素
平衡状态
分类
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
滑轮
定滑轮
动滑轮
滑轮组
机械效率
三种功
定义
表达式
提高机械效率的方法
平衡条件
人体中的杠杆
斜面的特点
功、功率
功
功率
一　功：如果物体受力且沿受力方向移动一定的距离，就说力对物体做了功。
做功的两个必要因素
不做功的三种情况
功
作用在物体上的力
物体在这个力的方向上移动的距离
有力无距离
有距无力
由于惯性而有s
力与距离垂直
F
s
1、功的计算：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积
功 = 力×距离
W = F · s
J
N
m
1 J = 1 N·m
2、功的单位：焦耳。简称焦，符号J。
3、做功的实质：能量转化的过程，功是能量转化的量度
计算公式：
W＝Fs………定义式
＝Gh………克服重力做功
＝fs………克服摩擦力做功
＝Pt………已知功率和做功时间求功
考点梳理
一、功　功率[2025.32(2)，2024.22(2)]
1. 功[2025.32(2)，2024.22(2)]
(1)定义：在科学上，如果物体受到力的作用，并且在力的方向上
，我们就说这个力对物体做了功
(2)做功的两个必要因素：一是作用在物体上的 ，二是物体在力的
方向上通过
通过
了一段距离
力
一段距离
精讲本P77
(5)拓展公式：重力做功W= ；摩擦力做功W=
(6)做功的实质：能量转化的过程，功是能量转化的量度
(3)大小：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积　
(4)公式：W= (注：计算功时，F、s为同一物体，同一时间，同一方
向)；单位换算：1焦=1牛 米
Fs
Gh
fs
二、功率
(1)定义： 里完成的功
(2)意义：表示物体做功 的物理量，是反映能量转化快慢的物理
量，功率越大，表示做功越
(3)公式：P= (定义式)，单位换算：1 kW= W
(4)推导公式
单位时间
快慢
快

1 000
物体受拉力F，沿拉力方向做匀速直线运动时，则拉力F的功率:
1 W=1J/s = 1N · m/s
F 表示物体受的力，v表示物体的运动速度
适用条件：物体做匀速直线运动，F与v在同一条直线上。
真实情境练考点
判断力是否做功
考点
1
例1　(2024杭州模拟)投掷实心球是杭州市中考体测项目之一。以下情景
中，人对实心球做功的是(　A　)
例1题图
A. ①和③ B. ①和④ C. ②和③ D. ②和④
A
精讲本P78
功、功率相关判断
考点
2
例2　现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲＞m乙＞m丙)，在相等的恒
力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离
s，如图所示，F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判
断正确的是(　C　)
A. W甲＞W乙＞W丙
B. W甲＜W乙＜W丙
C. W甲=W乙=W丙
D. W甲=W乙＜W丙
例2题图
C
精讲本P78
[改变接触面所受压力](2025温州模拟)如图，一个重为G的物体在大小不变
的力F作用下先后经过粗糙程度相同的水平面和斜面，斜面倾角θ，其中
AB和CD段距离均为L。
(1)物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是 。
竖直向下
(2)物体通过AB和CD段时，克服摩擦力做功分别为W1和W2，则
W1 W2(填“＞”“＜”或“=”)
(3)若物体在斜面上匀速运动，则斜面CD段物体所受的摩擦力f=
(用题中字母表示)。
＞
F－
Gsin θ
变式题图
精讲本P78
功、功率相关计算[2025.32(2)，2024.22(2)]
考点
3
例3　(浙教素材改编)如图所示，工人用叉车搬运货箱，第一阶段将货箱
沿水平方向从A点匀速直线运送到B点货架前，用时20 s；第二阶段将货箱
匀速提升到1.5 m高的货架上(C点)，用时3 s，货箱的重为2 000 N，叉车行
驶时所受的牵引力为250 N。不计空气阻力，请回答下列问题：
(1)叉车在AB段行驶的平均速度是 m/s，叉车对货箱做的功是 J。
例3题图
2
0
(2)叉车在AB段行驶的过程中，牵引力所做的功是 J，功率
是 W。
(3)第二阶段中，叉车对货箱做的功为 J，功率是 W。
1×104
500
3×103
1×103
精讲本P78
浙江真题、模拟题精选及新考法
1. (2025绍兴模拟)如图甲所示，水平拉力F1作用在物体甲上，使其沿水平
面以速度v1向右做匀速直线运动；如图乙所示，在甲上放置物体乙，水平
拉力F2作用在甲上，使两物体一起沿同一水平面以速度v2向右做匀速直线
运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是(　B　)
A. v1一定小于v2
B. F1一定小于F2
C. F1做的功一定小于F2做的功
D. F1的功率一定小于F2的功率
B
功、功率相关判断
命题点
1
2. [2024浙江22(2)题2分]狗拉着雪橇在水平地面上匀速做匀速直线运动，
它对雪橇的水平拉力为100 N，当雪橇运动5 m，狗的拉力对雪橇做功
为 J。
500
功、功率相关计算[2025.32(2)，2024.22(2)]
命题点
2
精讲本P81
3. (2025台州模拟)如图甲为一辆运输汽油的油罐车，有关参数如图乙所示。(g取10 N/kg)
(1)为避免静电引发安全事故，油罐车尾部需挂一条拖在地上的链子，下
列最适合用来制作这种链子的材料为 (填字母)。
A. 橡胶 B. 塑料 C. 棉 D. 铁
D
(2)当空车静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.3 m2，地面
受到的压强为 Pa。
(3)当这辆油罐车满载汽油，以最大时速在平直公路上匀速行驶时，若动力完全由汽车发动机提供，已知汽车发动机的输出功率为90 kW，则汽车受到的阻力为多大？
2.5×105
第3题图
解：油罐车最大车速v=90 km/h=25 m/s
油罐车载满汽油以最大车速匀速行驶时，所受阻力f=F牵
由P===Fv可知，阻力f=F牵===3.6×103 N
精讲本P81
O
F=G
三、滑轮
1．定滑轮
实质：等臂杠杆
特点：不能省力但是能改变力的方向。
使用定滑轮(不计轮轴间摩擦)拉起重物时：
F＝G； S绳＝h物； V绳＝V物；
2．动滑轮
实质：动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆
特点：省一半力，但费一倍距离
使动滑轮(不计轮轴间摩擦拉起重物时：
F＝ (G+G滑)；S绳＝2h物； V绳＝2V物；
1
2
动滑轮中，若拉力F沿斜上方拉，F= G 吗？
1
2
F2
F1
G
L1
L2
O
F'1
L'1
因为动力臂L1减小
所以动力F增大
在动滑轮中，要想省一半的力(省力最多），必须使绳子沿竖直方向拉。
【思考】
不计轮轴间摩擦和动滑轮重力
3段绳子承担
2段绳子承担
5段绳子承担
4段绳子承担
结论：
滑轮组的数量关系
V绳 =nV物
s物
s拉
f
n:承担动滑轮绳子的股数
绳子自由端和物体移动的关系：_________
拉力F的大小：________
S拉=nS物
F= f
n
1
水平滑轮组
（忽略绳与滑轮间的摩擦）
例 如图所示，滑轮重力和摩擦均不计，物体重都是100 N，物体与水平面间的摩擦力都是30 N，当物体做匀速直线运动时，则分别作用于各绳端的拉力F1＝____N，F2＝____N，F3＝____N。
30
15
60
定滑轮、动滑轮的特点[2025.26(1)]
考点
4
例4　(2025绍兴模拟)如图是古人利用滑轮打水的场景。绕过滑轮的绳索
一端悬吊水桶，当人拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。则滑轮的类型
和作用分别是(　B　)
B
A. 定滑轮，省力
B. 定滑轮，改变力的方向
C. 动滑轮，省力
D. 动滑轮，改变力的方向
[分析力的大小]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，忽略摩擦，下列说法正确的是(　A　)
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
A
精讲本P82
例5　(2025杭州模拟)如图，小金借助动滑轮用拉力F沿竖直方向匀速
提升重为G的物体，物体被提升了h，动滑轮重为G动，机械效率为η，
请回答：
　例5题图
(1)使用动滑轮是利用了动滑轮可以 的特点。
省力
(2)在提升过程中拉力和重力的关系式为 (用
符号表示)。
(3)随着提拉物体的重力增大，机械效率会 (填
“变大”“变小”或“不变”)。
F=
变大
滑轮组相关计算[2024.32(3)]
考点
5
例6　 (2025杭州模拟改编)在老旧小区改造中，志愿者用如
图甲的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，
物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。
精讲本P79
(1)该滑轮组是由 个定滑轮和 个动滑轮组成的。
1
1
(2)反映绳子自由端运动的图线是 (填“A”或“B”)。
(3)承担动滑轮及物体的绳子段数为n= ，物体上升的速度
为 m/s，绳子自由端上升的速度为 m/s。
A
3
0.5
1.5
(5)3 s内对物体做的有用功为 J。
(6)滑轮组的机械效率为 。
(结果保留百分号前一位小数)
40
300
83.3%
(4)动滑轮重为 N。
4. (2025温州模拟)下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是(　A　)
A
滑轮、滑轮组的特点[2025.26(1)]
命题点
3
精讲本P82
5. 某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲)，暴雨时通过收集雨水实现井
盖自动抬升(如图乙)，加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中，定滑轮的作用是 。
改变力的方向
精讲本P82
(2)某次排水过程中，重150 N的井盖被抬升0.1 m。此过程中，克服井盖重
力做功 J。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有：
。(写出一条即可)
15
调小排水
口
第5题图
6. [2024浙江32(3)题3分]图甲是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960 N，F3′是树枝对刀口的力(如图乙)，此时绳子端需施加的力F1为多大？(已知OB=8 cm，OC=2 cm，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计)
滑轮组相关计算[2024.32(3)]
命题点
4
解：根据杠杆的平衡条件F2×OB=F3′×OC，
F3′=F3=960 N
则F2===240 N
绳子自由端的拉力F1=F2=×240 N=80 N
精讲本P82
（1）W有＝Gh
（2）W总＝Fs
（3）W额＝fs
四、斜面
f＝
G
F
f
物体重为G，上升的高度为h，
沿斜面匀速运动长度是s，测力计沿斜面向上的拉力为F
N
W额＝W总-W有＝Fs-Gh
＝
＝
用上述的符号表示W有、W总、W额
特点： 力 距离。对粗糙程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越小，越 力，如盘山公路、螺纹等
省
费
省
斜面相关计算
考点
6
例7　 (2025台州模拟改编)小科用如图甲所示的方式把重为
700 N货物搬往高台，发现非常吃力，于是他找来一块木板，搭成图乙所
示的斜面，斜面长2 m、高1 m，然后站在高台上借助一根绳子沿斜面把
货物拉上了高台，拉力做功为1 000 J。
(1)小科将货物沿斜面拉上高台所做的有用功为 J。
700
(2)货物受到斜面的摩擦力大小为 N。
(3)该斜面的机械效率为 。
(4)利用斜面搬运货物的优点是 。
150
70%
可以省力
例7题图
五、机械效率
1. 三种功
(1)有用功：提升重物过程中必须要做的功， W有用=Gh
(2)额外功：并非人们需要，但又不得不额外做的功，W额外=W总－W有用
(3)总功：拉力F(动力)所做的功，用W总表示，W总=W有用＋W额外
（1）滑轮组的机械效率
结论：
1、同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越高！
2、提升相同的重物，动滑轮越重，机械效率越低！
不计摩擦、绳重
（2）水平滑轮组的机械效率
F
f
水平匀速拉动物体
①不计绳与滑轮间的摩擦
W有=fs物
W总=Fs
（F=1/nf s=ns物）
100%
②绳与滑轮间的摩擦不能忽略
W有=fs物
W总=Fs
（ s=ns物）
W额=W总-W有=Fs-fs物
W总=W有
1
纵向实验分层练
测量滑轮组的机械效率(2022课标学生必做探究实践活动)
实验
一题多设问
例1　在学习了机械效率相关知识后，课外研
究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率
是不变的，为了验证猜想，利用如图所示的滑
轮组进行实验(每个物块重4 N)。
精讲本P80
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要
的器材是 。
(2)[操作细节]实验时匀速缓慢拉动弹簧测力计，
在 (填“拉动过程中”或“弹簧测力
计静止时”)读数。
刻度尺
拉动过程中
(3)实验时，多次记录的数据如表格所示。第3次实验时表中有一个数据是
错误的，改正后的数据是 ，第4次实验滑轮组的机械效率为 。
实验
序号 滑轮
组 物重
G物/N 物体上升的
高度h/m 拉力
F/N 绳端移动的
距离s/m 滑轮组的机械
效率η
1 甲 4 0.1 2.7 0.2 74.1%
2 乙 4 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 丙 8 0.1 3.2 0.2
4 丁 8 0.1 2.5 0.4
0.3
80%
(4)通过比较1、2两次实验数据，可得出结论：同一滑轮组提升同一重物
时，滑轮组的机械效率与 无关。
承担物重的绳子段数
(6)通过比较3、4两次实验数据，可得出结论：
不同滑轮组提升相同重物，滑轮组机械效率与 有关。
动滑轮的重力
实验
序号 滑轮
组 物重
G物/N 物体上升的
高度h/m 拉力
F/N 绳端移动的
距离s/m 滑轮组的机械
效率η
1 甲 4 0.1 2.7 0.2 74.1%
2 乙 4 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 丙 8 0.1 3.2 0.2
4 丁 8 0.1 2.5 0.4
(5)通过比较 (填实验序号)两次实验数据，可得出结论：同一滑轮
组提升不同重物时，滑轮组机械效率与 有关。
2、3
提升重物的重力
(7)(2025杭州模拟)已知图甲、乙、丙中的动滑轮质量是相等的，同学们进
一步研究，测出动滑轮的质量为100 g。根据表格中的数据得出：总功总
是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：W总＞W有＋W轮，他猜测
还有 因素影响机械效率。(写出一种因素即可)
摩擦(或绳重)
(8)[实际应用]通过分析表格中的数据，有多种提高滑轮组机械效率的方
法，汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义.以下三种提
高效率的方法中，方法 与本实验2、3两组数据所得结论是同理的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车质量
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑
一
7. (2025台州模拟)如图所示，某工人使用滑轮组匀速向上运送建筑材料。
为了提高滑轮组的机械效率，可进行的操作是(　D　)
A. 换更粗更重的绳子
B. 换质量更大的滑轮
C. 增大提升的速度
D. 运送更重的建筑材料
第7题图
D
机械效率
命题点
5
8. (2025杭州模拟)在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所
示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的箱子匀速向上提起相
同的高度，甲用时为10秒，乙用时为30秒。已知每个滑轮重为20 N，忽略
绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是(　C　)
A. 使用甲方式不能省力，但能省功
B. 乙方式人对绳子的拉力为220 N
C. 甲方式对箱子做功比乙方式快
D. 甲、乙两种方式的机械效率相等
第8题图
C
（3）斜面的机械效率
G
F
f
N
W有＝Gh W总＝Fs W额＝fs
W额＝W总-W有＝Fs-Gh
1、斜面越光滑，机械效率越大
2、倾角越大，机械效率越大
3、斜面越缓越省力，即F越小。
2
测量斜面的机械效率(2022课标学生必做探究实践活动)
实验
一题多设问
例2　(2025杭州模拟改编)为了探究斜面的机械效率与什么因素有关，小
科提出以下猜想：
例2题图
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关。
②斜面的机械效率与物体重力有关。
精讲本P80
他利用如图所示的装置进行实验，数据记录如表。
(1)测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 。
弹簧测力计、刻度尺
实验次
数 斜面倾
斜程度 物体重
力G/N 斜面高
度h/m 沿斜面的
拉力F/N 木块沿斜面移
动的距离s/m 斜面的机械
效率η
1 较缓 5 0.2 3.3 0.5 60.6%
2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8%
3 最陡 5 0.3 4 0.5
4 最陡 10 0.3 8 0.5 75.0%
5 最陡 15 0.3 12 0.5 75.0%
(2)第3次实验中，斜面的机械效率是 。
75.0%
实验次
数 斜面倾
斜程度 物体重
力G/N 斜面高
度h/m 沿斜面的
拉力F/N 木块沿斜面移
动的距离s/m 斜面的机械
效率η
1 较缓 5 0.2 3.3 0.5 60.6%
2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8%
3 最陡 5 0.3 4 0.5
4 最陡 10 0.3 8 0.5 75.0%
5 最陡 15 0.3 12 0.5 75.0%
(3)通过比较1、2、3三次实验，可得出的结论是
。
在其他条件相同和提升
物体的重力一定时，斜面越陡，机械效率越高
(4)当斜面倾斜程度一定时，能大致表示斜面的机械效率η与物体重力G之
间的关系的是 (填字母)。
C
实验次
数 斜面倾
斜程度 物体重
力G/N 斜面高
度h/m 沿斜面的
拉力F/N 木块沿斜面移
动的距离s/m 斜面的机械
效率η
1 较缓 5 0.2 3.3 0.5 60.6%
2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8%
3 最陡 5 0.3 4 0.5
4 最陡 10 0.3 8 0.5 75.0%
5 最陡 15 0.3 12 0.5 75.0%
(6)比较“物体重力”和表中“沿斜面的拉力”的数据，可知斜面是一种
(填“省力”或“费力”)的简单机械。
省
力
实验次
数 斜面倾
斜程度 物体重
力G/N 斜面高
度h/m 沿斜面的
拉力F/N 木块沿斜面移
动的距离s/m 斜面的机械
效率η
1 较缓 5 0.2 3.3 0.5 60.6%
2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8%
3 最陡 5 0.3 4 0.5
4 最陡 10 0.3 8 0.5 75.0%
5 最陡 15 0.3 12 0.5 75.0%
(5)除了倾斜程度会影响斜面的机械效率，在其他条件不变的情况下，还
可以通过减小物体与斜面之间的摩擦来提高机械效率，理由是
。
减小物体
与斜面之间的摩擦可减小额外功，增大有用功与总功的比值
(7)[开放性设问]试列举出生活中利用斜面的一个实例：
。
居民楼前的无障
碍通道(或盘山公路，合理即可)
有用功
总 功
额外功
机械 效率
W有=Gh
W总=Fs
（s=nh）
W额=W总-W有=Fs-Gh
竖直匀速提升物体
W有=Gh
W总=Fs
W额=W总-W有=Fs-Gh
W有=Gh
W总=Fs
W额=W总-W有=Fs-Gh
G
F
或
W额=fs
F
G
f
G
F
不计绳重和摩擦：
W额=G动h
滑轮组
斜 面
杠 杆
W有=fs物
W总=Fs
W额=W总-W有=Fs-fs物
（s=ns物）
水平匀速拉动物体
F
f
提升物体
提升物体
在空中提升：

展开更多......

收起↑