第10讲简单机械命题点2滑轮、滑轮组及机械效率目录考点梳理图片解读面对面“过”考点考点梳理1.定滑轮和动滑轮等臂2FGs2h力的方向省力(注：s为绳端移动的距离，h为物体上升的高度)2.滑轮组(1)把________和________组合在一起构成滑轮组滑轮组的省力情况与绕线情况有关，绳子段数n由________上的绳子段数决定a动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的，即拉力F_____(不考虑动滑轮重和摩擦)；b绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系是snh；c绳子自由端移动的速度v与物体移动的速度v物的关系是v________；d滑轮组既可以________，又可以___________________.(2)滑轮组绳子段数判断(2019.14BC，2016.15)在动滑轮和定滑轮之间(或动滑轮上方)画一条虚线，与动滑轮相连接的绳子的段数即承担物重的绳子段数，如图所示，n5.nv物省力改变力的方向定滑轮动滑轮动滑轮G物1.斜面(1)实质：省力机械，省力费距离，高度相同的斜面，斜面越长越省力(2)应用：盘山公路2.轮轴(1)特点：如图所示，R为轮半径，r为轴半径，根据杠杆平衡条件F1RF2r知，轮轴省力、但费距离.(2)应用：汽车方向盘、扳手、门把手等1.功的类型(1)有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，用W有表示(2)额外功：使用简单机械时，并非我们需要又不得不做的功，即额外功，用W额表示如：对机械本身做功和克服摩擦做功(3)总功：有用功与额外功之和叫做总功，用W总表示，即：W总________W有W额2.机械效率(2016.15D)(1)定义：把________跟________的比值叫做机械效率，用表示(2)公式：100%(3)规律：利用机械对物体做功时，总存在额外功，有用功总是________总功，故机械效率总小于1.(4)提高方法：增大物重、减小________的自重、减小摩擦(滑轮组)；增大倾角、减小摩擦(斜面)有用功总功小于动滑轮3.常考装置的机械效率计算方法=命题点：滑轮的特点及应用1.大人利用滑轮将重物吊到二楼，孩子想帮忙，却把自己提了上去，该滑轮是________滑轮，使用它可以________________，孩子受到的重力________重物受到的重力(RJ八下P81图12.11)定改变力的方向小于图片解读命题点：滑轮的特点及应用2.两位大力士在比力气，一位聪明的孩子说：我一个人可以拉动你们两个.如图所示，他用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈，用力一拉，两位大力士竟撞在一起了这里面的奥秘是绳子在两根木棒上绕了几圈，就组成了一个________，该装置对于小孩来说可以省________，对于其中一位大力士来说可以省________.滑轮组力距离1.(2019江西14题3分)如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是()A.F2F3F4F1B.F2F4F1F3C.F4F2F1F3D.F4F2F3F1第1题图B江西6年真题“面对面”拓展训练2.如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力均为G的物体，若不计滑轮重、绳重及轴摩擦，下列关系式正确的是()A.3F1GB.3F2GC.F32GD.F42GB第2题图3.(2016江西15题4分)(不定项)在测“滑轮组机械效率”的活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示)，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H(如图乙所示)，则以下所求物理量正确的是()A.拉力所做的功W2FHB.拉力所做的有用功W有用GHC.该滑轮组的机械效率1D.该滑轮组的机械效率第3题图BCD拓展训练4.(不定项)小刚利用如图所示的滑轮组使重物升高相同的高度，拉力所做的总功为W，滑轮组的机械效率为.不计绳重及轮与轴的摩擦，下图中关于物重G及对应的W和的关系图像，其中正确的是()BD5.如图所示，拉力F100N，物体重G180N，物体被匀速提升的距离h4m，不计绳重和摩擦，求：(1)拉力所做的总功；(2)当物体重G180N时，该滑轮组的机械效率；(3)当物体重增加到200N时，10s内物体被匀速提高，绳子移动距离为10m，拉力做功的功率第5题图解：(1)由题图可知，滑轮组由2段绳子吊着物体，物体升高4m，则拉力通过的距离s24m8m，所以拉力做的总功为W总Fs100N8m800J(2)有用功为W有Gh180N4m720J，所以滑轮组的机械效率100%100%90%(3)所做的额外功为W额W总W有800J720J80J，所以可知动滑轮重为G动20N，当物体重增加到200N时，拉力F110N拉力此时做的功WFs110N10m1100J拉力的功率为P110W实验突破命题点【设计与进行实验】1.实验原理：100%________100%2.实验主要仪器及作用(1)弹簧测力计的使用与读数(用弹簧测力计沿竖直方向________拉动绳子，此时拉力等于弹簧测力计的示数)(2)刻度尺的使用和读数(测量钩码上升的距离和弹簧测力计移动的距离)匀速3.控制变量法的应用(1)探究滑轮组的机械效率与物重的关系(同一滑轮组，改变滑轮组所吊钩码的数量，计算机械效率的大小)(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重力大小的关系(控制滑轮组提升钩码的数量相同，改变动滑轮的重力，计算机械效率的大小)(3)探究滑轮组的机械效率与所提重物高度的关系(控制同一滑轮组提升钩码的数量相同，改变提升钩码的高度，计算机械效率的大小)4.承担物重绳子段数的判断(在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子与动滑轮相连，就有几段绳子承担物重)5.绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系(s____，n指动滑轮上绕线段数)6.滑轮组的绕线作图7.实验表格设计及数据记录nh【分析数据，总结结论】8.表格数据错误分析(常见错误有：长度、拉力测量错误；滑轮组承担重物的段数看错，导致距离算错)9.有用功、总功及机械效率的相关计算【交流与反思】10.可以省略的工具(刻度尺，省略后用100%计算，反而能够提高精度)11.滑轮组机械效率的影响因素(物体的重力、绳子与滑轮间的摩擦力、动滑轮的重力)12.拉动时，弹簧测力计示数不稳定，改为使测力计静止时读数错误原因(没有考虑摩擦力对滑轮组机械效率的影响)13.随着物重增大，额外功变大的原因(随着物重的增大，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加)14.提高滑轮组机械效率的方法(1)用同一滑轮组，提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越________；(2)所挂重物相同时，动滑轮重力越________，滑轮组的机械效率越高；(3)减小机械摩擦高小一题练透一实验例【实验名称】测量滑轮组的机械效率【实验装置】如图所示是某小组设计的实验装置图除了如图甲所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是__________例题图刻度尺【进行实验与收集证据】(1)实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计(2)用如图甲、乙、丙、丁四个装置测出了对应的机械效率分析表中数据可知第2次实验是用______图所示装置做的实验，请将表中的数据填写完整(结果保留整数)匀速乙71%【分析与论证】(1)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.(2)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越________(3)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：________________________________________________________.【交流反思】小组同学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1、2高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正确摩擦力(或摩擦)补充设问(1)第1次实验所用动滑轮的重力至少小于________N；第3次实验中，拉力F做的额外功为__________J，若第4次实验中，钩码上升的速度是0.1ms，则拉力F的功率为________W.(2)根据表格中的数据分析可知：随着钩码重力的增大，额外功________(选填“变小”“变大”或“不变”)，原因是____________________________________________________________________(3)小明分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与重物重力的关系请你对小明同学的观点进行评估：____________________________________10.140.56变大随着物重的增加，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加没有控制动滑轮重力不变，结论不可靠(4)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______与滑轮组机械效率与重物重力的关系是同理的A.鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量满载人员B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重量C.经常给汽车做保养，保持良好润滑A