第十一章简单机械和功---滑轮机械效率题型学案 苏科版物理九年级上册.docx

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1、第十一章简单机械和功-滑轮机械效率题型求简单机械的机械效率是初中物理教学的重点内容，也是近年来中考的热点问题。由于计算中涉及到总功、有用功、额外功等抽象概念，特别是滑轮组的机械效率题目中，同一滑轮组在不同负载情况下机械效率不同，有用功在具体情况中的形式不同，隐含条件的渗入，以及特殊形式的滑轮组等等，在学习的过程中常感觉困惑，易造成错解。为了解决这类问题，同学们要搞清楚以下几点：要对机械效率公式进行归类细化根据对、的具体理解，可以将机械效率的定义式进行如下归类：1、在竖直方向上，G是物体重，G动是动滑轮重，h是物体被提升的高度，也是动滑轮被提升的高度。 ，若绳重及摩擦不计，F是拉力，S是拉力F移

2、动的距离，n是动滑轮上承担力的绳的段数。，；公式都适合。若是考虑绳重和摩擦力，用滑轮组把物体提升的高度h，拉力F移动的距离S，总满足S=nh；只可用于。2、在水平方向上，由于物体是匀速运动，滑轮组对物体的拉力F与水平地面对物体的摩擦力f是一对平衡力， ，即克服水平面对物体摩擦所做的功在数值上是等于有用功。3、在斜面方向上，f是物体与斜面之间的摩擦，L是斜面的长，由于克服斜面对物体摩擦所做的功是额外功，所以 。1、2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在

3、水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%关于该过程，下列说法正确的是（）A水平地面对工人的支持力为300NB动滑轮重为50NC人对绳子拉力的功率为120WD支架受到滑轮组的拉力为850N2、为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（）A用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度B若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少C减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D若用定滑轮拉重物，当

4、拉力竖直向下最省力3、如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程A额外功较小B额外功较大C总功较小D总功较大4、如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以1 m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为340 kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为FA，滑轮组的机械效率为85%；当吊起重物B时，牵引车对绳的拉力为FB。若FA与FB做功的功率之比为2:3，取g=10 N/kg，下列说法正确的是（）AFA的大小为2000 NB物体B的质量为540 kgC

5、如果小型牵引车对绳拉力的最大功率为1.2104W，它能吊起物体的最大质量为2540 kgD滑轮组前、后两次吊起重物A、B的机械效率之比为17:185、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G1G2，则拉力F1、F2做的总功相同B若G1G2，则拉力F2做的有用功多C若G1G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率D若G1G2，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等6、如图所示，、两个滑轮组，在相同时间内，用同样大小的力和，把物重相等的和提升相同的高度，如果用和表示两装置的机械效率，用和分别表示力和所做功的功

6、率和，（每个滑轮等重）则（）A，B，C，D，7、图甲中用力F1水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离，水平拉力为F2。使用动滑轮的过程中（）A总功为W总=F2s B有用功为W有=GsC机械效率为 D额外功为W额=2F2sF1s8、同学们“测量并探究影响滑轮组机械效率高低的因素”，使用了如图所示的装置，下列说法正确的是（每个钩码重相同）（）A实验需要用到的测量仪器弹簧测力计、刻度尺和停表B实验时需要匀速拉动测力计，只有这样测力计示数才能稳定C当钩码个数相同时，甲的机械效率比乙高D把钩码提高的高度越高，做的有用功越多，机械效率越高9、如

7、图，用此滑轮组在大小为15N的拉力作用下将重力为50N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A绳子自由端移动的速度为0.25m/sB拉力F所做的功为7.5JC滑轮组的机械效率为83.3%D上升过程中物体的动能转化为重力势能10、如图所示,重为100 N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动,已知滑轮组机械效率为80%,物体A运动的速度为0.5 m/s,下列分析计算正确的是A拉力F做功的功率为2.5 WB物体受到的摩擦力为15 NC在10 s内机械所做的有用功为500 JD在10 s内机械所做的有用功为60 J11、用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体

8、A匀速前进0.2m，则绳子自由端移动的距离为_m；若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是_J；若实际拉力F=4N，则该滑轮组的机械效率为_12、小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率？_如果能，写出的表达式；如果条件不足，写出还需要补充的物理量的测量步骤和符号，并写出的表达式_（用题目已知及补充的物理量符号表示）（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为_13、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度

9、图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像每个动滑轮重_N，绳子能承受的最大拉力是_N14、如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是_m/s，滑轮组所做的有用功是_J，滑轮组的机械效率是_。15、测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。实验次数钩码重力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11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直

10、向上做运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为N。（2）第2次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是。（3）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”）。（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。A增大绳重B减轻动滑轮重C加快物体提升的速度16、某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。（1）实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计。（2）小组同学发现实验过程中边拉动

11、边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。你认为他的想法_（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。实验次数钩码重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140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.480%（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整。（4）通过比较_（填实验次数的序号）两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。（5）通过比较_（填实验次数的序号）两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物

12、时，物重越大，滑轮组机械效率越高。（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_。17、如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下，使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里，匀速竖直上升了2m。不计绳子重力和摩擦，g取10N/kg，求：（1）拉力的功率P；（2）滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重力G动。18、电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住6楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家：(1)电梯在20s内将小明送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是多少？(2)已知小明的体重为500N，电梯对小明做功的功率为多少？(3)如图是一种电梯的结构示意图。A为电梯厢，B为动滑

13、轮，绕过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。某次运行中，电梯将总质量为180kg的小明一家人送回家时，电动机拉力F为6000N。（不计钢丝绳、滑轮重及摩擦）在此过程中，电梯的机械效率是多少？【解析】1、【答案】D【详解】AB设动滑轮的重力为，则有解得人对绳子的拉力水平地面对工人的支持力为故AB错误；C绳子自由端上升的速度人对绳子拉力的功率为故C错误；D支架受到滑轮组的拉力为850N故D正确。故选D。2、【答案】C【详解】A用动滑轮提升重物上升h高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h高度，故A错误；B拉

14、升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B错误；C减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据可知，可以提高动滑轮的机械效率，故C正确D用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D错误3、【答案】D【解析】解：AB由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h可知，提升A和B所做额外功相同，故AB错误；CD不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率，额外功相同，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功

15、较大，故C错误，D正确答案为D4、【答案】BD【解析】根据已知条件有：GA=340kg10N/kg=3400N；承重3根绳，即n=3;所以FA=（GA+G轮）；由=，所以FA=1333N,故A错误；每次重物均以1 m/s的速度匀速上升,PA：PB=2:3,则FA: FB=2:3,所以FB=（GB+G轮）；可算得GB=5400N，所以mB=540kg，故B正确；由P=Fv可知，Fmax=4000N，根据Fmax=（Gmax+G轮）推知：mmax=1140kg，故C错误；，所以：=17:18，故D选项正确；5、【答案】C【解析】（1）装置的机械效率，分析额外功的来源，根据功的计算公式比较有用功和额

16、外功的大小，确定总功的大小；（2）不考虑绳重、摩擦，额外功是提升动滑轮所做的功。【详解】AB、若G1G2，且重物匀速提升的高度相同，由W有Gh可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W总W有+W额外，所以总功不相同，即F1、F2做的功不相等，故AB错误；CD、不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率，若G1G2，重物匀速提升的高度相同，由W有Gh可知，甲有用功大；不计绳重及摩擦，则额定功是克服动滑轮自重做的功，即W额外G动h，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个

17、动滑轮，故乙做的额外功多，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故D错误，C正确；6、【答案】C【解析】由图可知，滑轮组由段绳子承担物重，所以，则：，滑轮组由段绳子承担物重，所以，则：，又，所以；在相同时间内，提升相同的高度，即两物体上升速度相同，所以绳端移动速度大于绳端移动速度根据，拉力相同，所以拉力的功率大，即故选C7、【答案】D【详解】A如图使用动滑轮时，拉力端移动距离是物体移动距离的2倍，即，拉力做的总功为故A错误；B由于两图中物体和接触面都相同，所以使用动滑轮做的有用功，等于甲图中直接拉物体做的功，即，故B错误；C机械效率为故C错误；D有用功与额外的和为总功，所以额外功为故D正确。故选D。

18、8、【答案】B【详解】A由知，要测量滑轮组的机械效率，需要测量物重、拉力，物体上升高度、绳子拉下长度，所以需要的测量仪器是弹簧测力计和刻度尺，不需要停表。故错误；B为了保证拉力测量结果的准确，在拉动物体上升过程中需要匀速直线运动，不易时快时慢，造成拉力测量不准确。故正确；C当钩码个数相同，提升相同高度时，做的有用功相同。但不知道动滑轮的重力、绳重及摩擦，所以不能比较额外功多少，机械效率高低不能比较。故错误；D由据可知机械效率决定于物重和动滑轮重，与物体上升高度无关。故错误。故选B。9、【答案】C【详解】A由图可知，n=4，则绳端移动的距离s=nh=40.1m=0.4m绳子自由端移动的速度故A不

19、正确；B有用功W有=Gh=50N0.1m=5J拉力F所做的总功W总=Fs=15N0.4m=6J故B不正确；C滑轮组的机械效率故C正确；D物体匀速上升过程中，质量和速度不变，动能不变，高度升高，重力势能增大，则不是动能转化为重力势能，故D不正确。故选C。10、【答案】D【详解】(1)由图示可以知道,滑轮组承重绳子的有效股数:n=3,克服摩擦力做的功为有用功,由,可得,所以B选项是错误的;(2)在10s内机械所做的有用功,故C错误,D正确;(3)拉力的功率,故A错误.所以D选项是正确的.点睛(1)根据效率公式求出摩擦力;(2)由功的计算公式求出有用功.(3)由功率公式求出拉力的功率.11、【答案】

20、0.61.875%【详解】(1)如图的滑轮组，由三段绳子拉着物体，所以绳子自由端移动的距离为物体A移动距离的3倍，即(2)若物体A与地面的摩擦力为9N，则拉力所做的有用功是(3)若实际拉力，总功为则该滑轮组的机械效率为12、【答案】不能用弹簧测力计测出物体A在水平面上匀速移动时所受的摩擦力f0.4m/s【解析】（1）由机械效率的公式可知单独根据以上条件不能求出此时滑轮的机械效率；要想求出滑轮组的机械效率还需知道物体在水平面上匀速移动时受到的摩擦力f的大小，设摩擦力为f,则A物体在拉力F 的作用下移动距离为s时，所做的有用功W有fs,W总F,所以,（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为v0.

21、4m/s13、【答案】100500【解析】(1)由乙图可知：当G=200N时，=50%，=，即：50%=，G轮=100N；(2)由乙图可知：当G=1800N时，绳子刚好被拉断，则绳子能承受的最大拉力：F大=（G+2G轮）=（1800N+200N）=500N；14、【答案】0.5；150；75%。【解析】（1）A运动的速度v0.5m/s；（2）滑轮组做的有用功：W有用fs30N5m150J；（3）由图可知：n2，绳子自由端移动的距离sF2s25m10m，拉力F做的总功：W总FsF20N10m200J，滑轮组的机械效率：100%75%。15、【答案】解：（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩

22、码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；（2）第2次实验时所做的有用功为：W有用2G2h21.5N0.05m0.075J；第2次做的总功：W总2F2s20.8N0.15m0.12J；滑轮组的机械效率是：100%62.5%；（3）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，重物重力越，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无关；（4）A增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小；B减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大；C由（3）知，滑轮组的

23、机械效率与钩码上升的高度无关，根据v，机械效率与物体提升的速度无关，故选B。故答案为：（1）匀速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；无关；（4）B。【分析】（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；根据拉力计分度值得出弹簧测力计示数；（2）根据W有用2G2h2得出第2次实验时所做的有用功，根据W总2F2s2得出第2次做的总功，根据100%求出滑轮组的机械效率；（3）分析1、2、3次实验的数据得出结论；分析3、4次实验的数据可知得出滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系；（4）A增大绳重，增大了额外功，据此分析；

24、B减轻动滑轮重，减小了额外功，据此分析；C由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v分析。16、【答案】（1）匀速；（2）不正确；摩擦；（3）如上表所示；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低）。【解析】（1）在测量滑轮组机械效率的实验中，应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，这样保证滑轮组处于平衡状态，且便于读出测力计的示数；（2）若在静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，他的想法不正确；原因是没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。（3）用丁图进行实

25、验，可以看出绳子段数为4段，则绳端移动距离：snh40.1m0.4m，滑轮组的机械效率：100%80%；如下表所示：实验次数钩码重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140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.50.480%（4）在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，应保持滑轮组相同、物重相同，而绳子绕法不同，因此比较1和2两次实验即可得出结论；（5）研究同一滑轮组提升重物时，滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时，要控制其它因素相同，只改变提升物体的重力，故通过比较2、3可得出滑轮组机械效率与物重的关系；（

26、6）通过比较3、4两次实验数据知，提升物体的重力相同，而丙中动滑轮的重力小于丁中动滑轮的重力和，丙的机械效率较大，故可得出的结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高（不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低）。17、【答案】（1）160W；（2）；（3）【详解】解：（1）由图可知，滑轮组承重绳子根数为2，绳子端移动的距离绳子端所做的总功拉力的功率或者：绳子端的移动速度拉力的功率（2）建筑材料的重力提升建筑材料所做的有用功滑轮组的机械效率（3）据滑轮组的特点，有动滑轮的重力或者：滑轮组所做的额外功不计绳子重力和摩擦，据得答：（1）拉力的功率P为160W；（2）滑轮组的机械效率为87.5%；（3）动滑轮的重力G动为100N。18、【答案】(1)；(2)；(3)【详解】解：(1)一楼到六楼，升高的高度为5个楼高电梯上升的平均速度(2)电梯对小明做功的功率为(3)由图可知动滑轮上有2段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为拉力做的总功为小明一家人总重力为拉力做的有用功为则电梯的机械效率为答：(1)电梯上升的平均速度是。(2)电梯对小明做功的功率为。(3)在此过程中，电梯的机械效率是。24