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(共46张PPT)
第2课时　滑轮(组)　机械效率
知识梳理·夯基础
教材素材·寻根源
精讲巧练·抓重点
科学探究·理实验
目
录
母题研究·破难点
知识点1　滑轮(组)
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
图示
定义 轴固定不动的滑轮 轴随物体一起运动的滑轮 由动滑轮和定滑轮组合而成的装置
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
实质 ______杠杆 ______杠杆
特点 不省力，但可以 改变力的_______ 能_________的力， 但不能改变力的方向 既可以省力，又可以
改变力的方向
s与h的关系 s=h s=2h s=nh
F和G的关系 (不计绳重及 摩擦) F=G F=(G+G动) F=(G+G动)
等臂
省力
方向
省一半
知识点2　机械效率
1.三种功及其关系
(1)有用功：无论是否使用机械，________要做的功，用W有表示。
(2)额外功：使用机械时，我们__________但又不得不做的功，用W额表示。
(3)总功：有用功和额外功之______，用W总表示。
(4)关系式：______________。
必须
不需要
和
W总=W有+W额
2.机械效率
(1)定义：物理学中，将__________跟________的比值叫作机械效率，
用符号η表示。
(2)计算公式：________。机械效率没有单位。
(3)特点：因为使用任何机械都不能省功，不可避免地要做额外功，
所以任何机械的机械效率都________1。
(4)提高机械效率的方法
A.滑轮组：减小绳子与滑轮间的摩擦、减小动滑轮重、增加被提升
的物重。
B.斜面：减小斜面的粗糙程度、增大斜面的倾角。
有用功
总功
小于
η=
【夯基辨疑】
①盘山公路不省距离，但是省力( )
②随着生产力的提高，人类将会制造出既省力又省距离的机械( )
③同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高( )
√
×
×
教材素材 命题角度 命题内容
八下P82图12.2-2甲 滑轮的特点 1.学校国旗杆的顶部通常安
有一个______滑轮，其目的是
_________________
定
改变力的方向
教材素材 命题角度 命题内容
八下P83图12.2-4乙 机械效率的相关计算 2.如图12.2-4乙所示，物体重180 N，
动滑轮重10 N。小明用100 N的拉
力(方向不变)将物体匀速提升2 m，
用了10 s，则此过程中有用功是
______J，额外功是____J，拉力的功
率是_____W，滑轮组的机械效率是
_______
360
40
40
90%
教材素材 命题角度 命题内容
八下P88图12.3-3 机械效率的相关计算 3.如图12.3-3所示，在斜面上将一个
重为4.5 N的物体匀速拉到高处。
沿斜面向上的拉力为1.8 N，物体移
动的距离s=1.2 m、物体上升的高度
h=0.3 m，则人对物体做的有用功是
_____ J，斜面的机械效率为________。
在高度相同时，斜面越长越______
(选填“省力”或“费力”)
1.35
62.5%
省力
命题点1　滑轮组绕线作图　
例1 如图所示，某人在A处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。
如图所示
【解题关键】 设计滑轮组的绕绳方案应从两方面考虑，一是省力情况，二是绳子自由端的朝向。
练1 (2023·泰州)工人站在地面上用如图所示的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。
如图所示
命题点2　滑轮(组)、斜面的特点7地1考　
例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( )
【解题关键】 滑轮(组)不计机械自重和摩擦，F=G物。
A
练2 (2022·淄博改编)如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意
图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。不计绳重
和摩擦，下列说法正确的是( )
A.装置中的滑轮是动滑轮
B.装置中的滑轮改变了力的方向
C.绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆
D.人向下拉吊把的距离越大，所用的拉力越小
B
命题点3　机械效率的理解　
例3 (2023·连云港)下列关于机械效率的说法正确的是(　　)
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越快的机械，机械效率越高
C.所做有用功越多的机械，机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
【解题关键】 机械效率是有用功与总功的比值。
D
练3 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
C
命题点4　机械效率的相关比较　
【核心母题1】 如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别
用FA、FB匀速提升重为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若
GA>GB，则η甲 η乙；若FA=FB，则GA GB。(均选填“>”“<”或“=”)
>
<
【解题模板】
【变式1】 拉力相等
如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别将A、B两物体匀
速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距
离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(D )
A.两物体上升的速度相同
B.两种装置的机械效率相等
C.两次提升物体所做的有用功相等
D.两种装置中拉力做功的功率相等
D
【变式2】 物重相等、不等
如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉
力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确
的是(　　)
A.若G1=G2，则拉力F1、F2做的总功相同
B.若G1=G2，则拉力F2做的有用功多
C.若G1>G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
D.若G1>G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
C
命题点5　机械效率的相关计算7地5考　
考法 　滑轮组类相关计算
【核心母题2】 工人用如图所示滑轮组提升重物，将质量为8 kg的物体
5 s内匀速提升1 m，工人竖直向下的拉力为50 N，不计摩擦和绳重，
g=10 N/kg，则：
(1)绳子自由端移动的距离为____m，速度为_____m/s。
(2)动滑轮重为_____N。
(3)工人所做的有用功为_____J，总功为______J，滑轮组的机械效率为_______。
(4)工人拉力做功的功率为_____W。
(5)若工人所拉的绳子能承受的最大拉力为 400 N，则该滑轮组能提升的
最大物重为_____N。
(6)如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是_________________________。
2
0.4
20
80
100
80%
20
780
增大物重(或减轻动滑轮重)
【解题模板】
【变式1】 竖直提升物体
(2024·枣庄)如图所示，小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速
提升了2 m，小明对绳子的拉力F为250 N，不计绳重及摩擦。下列说法
正确的是(　　)
A.动滑轮的重力为50 N
B.提升货物做的有用功为500 J
C.拉力F做功的功率为25 W
D.滑轮组的机械效率为80%
D
【变式2】 水平拉动物体
(2025·菏泽鄄城一模)如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀
速拉动1.2 m时，作用在绳子自由端的拉力F为1 000 N，绳子自由端移动
的速度为0.6 m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是(　　)
A.汽车移动的速度为0.4 m/s
B.拉力F做的功为1 200 J
C.汽车受到的摩擦力大小为2 000 N
D.拉力F所做的有用功的功率为480 W
D
【变式3】 对比分析
(2024·淄博)在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20 cm(不计绳重和摩擦)。下列说法正确的是(　　)
A.物体所受的重力是3.6 N
B.乙中弹簧测力计上升20 cm
C.乙中弹簧测力计的示数是物重的一半
D.甲中滑轮的机械效率比乙中的高
D
【变式4】 结合图像
(2024·德州)如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用
该滑轮组，用200 N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3 m，物体和绳子
自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120 N，不计绳重和摩擦，
下列说法正确的是(　　)
A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.工人做的有用功为360 J
C.该滑轮组的机械效率为80%
D.拉力F的功率为100 W
C
【变式5】 结合压强
(2025·泰安岱岳一模)如图所示，小明同学在用滑轮组匀速提升重为600 N的物体，物体在10 s内上升了1 m，若他对绳子施加拉力F的方向始终竖直向下，此时他对水平地面的压强为4.3×103 Pa，该滑轮组的机械效率为80%，他的双脚与水平地面的总接触面积为500 cm2，求：
(1)小明对绳子的拉力F；
(2)拉力F做功的功率；
(3)小明同学的重力。
解：(1)由图可知，动滑轮上绳子的股数n=2，绳子自由端移动距离
s=nh，该滑轮组的机械效率：η===，
可得小明对绳子的拉力：F===375 N。
(2)拉力F做功：W=Fs=Fnh=375 N×2×1 m=750 J，
拉力F做功的功率：P===75 W。
(3)由p=得小明对地面的压力：
F压=pS=4.3×103 Pa×5×10-2 m2=215 N，
由力作用的相互性知，绳子对小明的拉力F'=F=375 N，
小明对地面的压力：F压=F支=G人-F'，
所以小明的重力：G人=F压+F'=215 N+375 N=590 N。
考法 　斜面类相关计算
【核心母题3】 如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的
推力F，将一个重为150 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程
中物体克服摩擦力做了200 J的功，运动过程中克服物体的重力做的功
W=_____J，斜面的机械效率η=______，推力F的大小F=____N。不改变斜
面与地面夹角和物体质量，采用____________________的方法可以提高
斜面的机械效率。
600
75%
80
减小斜面的粗糙程度
【解题模板】
【变式1】 简单计算
(2025·淄博)在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3 m长的斜面，把 120 kg的箱子沿斜面匀速推到1 m高的车厢上，如图。推箱子做的额外功是300 J。(g取10 N/kg)求：
(1)推箱子做的有用功；
(2)斜面的机械效率；
(3)沿斜面的推力。
解：(1)推箱子做的有用功：
W有=Gh=mgh=120 kg×10 N/kg×1 m=1 200 J。
(2)推箱子做的总功：
W总=W有+W额=1 200 J+300 J=1 500 J，
斜面的机械效率：η==×100%=80%。
(3)由W总=Fs可得，沿斜面的推力：
F===500 N。
【变式2】 结合滑轮
(2021·威海)如图所示，为了把小车运送到平台上，小明将绳子一端固定
在A处、另一端绕过小车前端把手B，在绳子末端用150 N的拉力将小车
沿斜面匀速拉动5 m，在此过程中小车被提升的高度为2 m，已知小车重
700 N，两股绳子均与斜面平行(不计绳重、绳与把手的摩擦)。整个过程
中，小明施加的拉力做的功为________J，小车受到的阻力为____N。
1 500　
20
实验18测量滑轮组的机械效率
1.实验器材：钩码、滑轮组、弹簧测力计、刻度尺、铁架台、细线。
2.实验装置
3.实验步骤
(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
(2)按照实验装置图安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置。
(3)缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将这三个量填入表格。
(4)算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。
(5)改变钩码的数量，重复上述实验。
序 号 钩码所 受的重 力G/N 提升 高度 h/m 有用功 W有/J 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
3
4.实验分析
(1)弹簧测力计的拉动方式： 竖直向上匀速拉动，目的是保证拉力的大小等于弹簧测力计的示数 。
(2)实验探究方法： 控制变量法 。
①探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制同一个滑轮组的绕线方式相同，只改变所吊钩码的数量。
②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系时，控制滑轮组所吊钩码的数量相同，只改变动滑轮的重力。
(3)影响滑轮组机械效率的因素： 物体所受的重力、动滑轮所受的重力、绳重和摩擦 。
(4)有用功、总功和机械效率的计算。
(5)滑轮组机械效率的大小与 物体被提升的高度 、 滑轮组的绕线方式 及 物体被提升的速度 无关。
(6)提高滑轮组机械效率的方法： ①增加被提升物体受到的重力；②减轻动滑轮所受的重力 。
【实验分层训练】
小明测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。
实验 序号 钩码 所受 重力 G/N 钩码上 升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动 距离s/cm 机械
效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
【基础设问】
(1)为了顺利完成实验，除了图中的器材外，还需要的测量工具是_________。
(2)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做_______运动。
第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为_____N。
(3)第2次实验时所做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率是________。
(4)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所
受重力越____ (选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实
验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度_______(选填“有关”
或“无关”)。
刻度尺
匀速
0.6
0.075
62.5%
大
无关
【能力设问】
(5)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可以提高
机械效率的是_____。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
B
(6)小明发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该
静止读数，他的想法__________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有
考虑到__________对滑轮组机械效率的影响。
(7)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体
时，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
不正确
摩擦力
不变

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