2023年中考物理总复习精品系列16：滑轮及机械效率

这是一份2023年中考物理总复习精品系列16：滑轮及机械效率，共10页。试卷主要包含了滑轮及机械效率，滑轮组，机械效率，滑轮及滑轮组等内容，欢迎下载使用。
2023物理中考力学总复习系列十、滑轮及机械效率第一部分：知识点回顾一：定滑轮及动滑轮1．定滑轮（1）定义：中间的轴固定不动的滑轮。（2）实质：等臂杠杆（3）特点：不能省力但是能改变动力的方向。（4）对理想的定滑轮(不计轮轴间摩擦）：F=G，绳子自由端移动距离sF(或速度vF）=重物移动的距离sG(或速度vG）。2．动滑轮 （1）定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动）（2）实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。（3）特点：省一半的力，但不能改变动力的方向。（4）理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）：F=，只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=，绳子自由端移动距离sF(或vF）=2倍的重物移动的距离sG(或vG）。二、滑轮组1. 定义：定滑轮和动滑轮组合在一起使用。2. 特点：使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向，但要多移动距离。3. 滑轮组的计算：有几股绳子吊在动滑轮上，拉力就是物体重（包括动滑轮重）的几分之一（不计绳重和摩擦）。4. 公式：F=（G=G物+G动），绳子自由端移动距离：s=nh。注意：组装滑轮组时，吊在动滑轮上绳子股数为n，若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上，若n为偶数时，绳子的固定端挂在定滑轮上。    三、机械效率1．有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功（Gh）。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总。2．额外功：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）。3．总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η。4．机械效率和功率的区别功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功功率越大，做功越快；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功，机械效率越大，有用功跟总功的比值越大。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦等。5. 常考机械的有用功、总功、机械效率计算简单机械有用功总功额外功机械效率杠杆W有用=GhW总=FsW额=W总－W有用滑轮组W有用=GhW总=FsW总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦）W额=W总－W有用W额=G动h（不计绳重和摩擦）斜面W有用=GhW总=FlW总=Gh+fl（f为摩擦力）W额=W总－W有用W额=fl（f为摩擦力）    第二部分：主要考点及典型例题一、滑轮及滑轮组1．如图所示的装置中，物重均为300 N，并处于静止状态，不计动滑轮重及轮与轴的摩擦，则拉力F1=________N，拉力F2=________N，拉力F3=________N。    2.如图所示，用10 N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2 m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3 N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有A．B受到的摩擦力为3 N，方向水平向左B．滑轮移动的速度为0.1 m/sC．绳子拉物体A的功率为1 WD．在运动过程中若将拉力F增大到12 N，弹簧测力计的示数为4 N 3．如图所示，某人用一个定滑轮将水平地面上一个质量为60 kg的物体往上拉，此人的质量为50 kg。当此人用450 N的拉力拉物体时，则物体________被拉上来（填“能”或“不能”），此时物体对水平地面的压力为________N。若此人用650 N的拉力往上拉物体，则________（填“能”或“不能”）将物体拉上来（g=10 N/kg）。    4.请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起。  5. 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。  二、机械效率：1. 通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是A．增加动滑轮，减小拉力    B．减少提升重物重力，减小拉力C．减少提升高度，减少做功    D．增加提升重物重力，增大有用功 2．用滑轮组提升重物，下列措施中能提高机械效率的是A．增加提升的高度，增大有用功               B．增加动滑轮个数，使滑轮组更省力C．增加被提升物体的重力，从而增大有用功     D．增大提升的速度，从而减小额外功 3. 如图所示，甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦)，则下列选项正确的是(    ) A．F1>F2　η1<η2　P1<P2     B．F1>F2　η1＝η2　P1＝P2C．F1<F2　η1<η2　P1<P2     D．F1<F2　η1>η2　P1>P2 4. 下列关于功、功率、机械效率的说法，正确的是(    )A．做功多的机械效率一定高B．功率大的做功一定越快C．机械效率高的功率一定大D．机械的机械效率可以达到100%三、斜面、滑轮组功率、效率综合计算1. 在斜面上将一个质量为5 kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40 N，斜面长2 m、高1 m（g取10 N/kg）。下列说法正确的是 A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力B．做的有用功是5 JC．此斜面的机械效率为62.5%D．物体受到的摩擦力大小为10 N           2．工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是700 N，双脚与地面的接触面积是500 cm2。他将540 N的建材匀速提升了3 m，滑轮组的机械效率是90%。试求： （1）提升建材所做的有用功是多少？（2）工人对绳子的拉力是多少？（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？                       3. 重量为500N的工人用如图所示的滑轮组提升重物，工人站在地面上向下拉动绳子，使重400N的物体10s内匀速上升1m．已知动滑轮重100N，不计绳重和摩擦．求：

（1）工人做的有用功是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）若绳子能承受的最大拉力为600N，站在地面上的工人用此滑轮组提升重物的最大机械效率是多少？     第三部分：随课练习1.如图所示，通过定滑轮匀速提起重物 G 时，向三个方向拉动的力分 别为 F1、F2、F3，则三个力大小关系（ ）A．F1 最大 B．F2 最大C．F3 最大 D．一样大 2. 如图所示，用三种方法拉动同一物体 M 在相同的水平面上做匀速直线运动，所用拉力分 别为 F1、F2、F3，则（   ）A． F1 > F2 > F3 B． F3 > F2 > F1 C．F2 > F1 > F3 D．F3 > F1 > F2        3. 如图所示，如果滑轮组的动滑轮自重为5N，重物受到的重力为 100N，当物体静止不动时，弹簧测力计的示数为 （   ） （不计摩 擦及绳重）A．105N   B．110N  C．52.5N     D．55N   4. 如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（　　）A. F2的功率为0.6WB. 弹簧测力计读数为9NC. 物体A和地面之间有摩擦力D. 如果增大F2，物体A可能向左运动 5．如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为GA=100N。在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为V=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计，（1）绳子自由端的拉力大小F=________ N;（2）拉力F做功的功率P=_______W。（3）物体A的机械能____________(填“增加”、“减少”或“不变”)。 6. 如图所示，某同学使用动滑轮把600 N的重物匀速提升了3 m，所用的拉力是400 N。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(    ) A．机械效率是80%  B．有用功是1 800 J C．额外功是300 J  D．动滑轮重400 N7. 用如图所示的滑轮组匀速提升200 N的重物G，竖直向上的拉力F为100 N，重物被提升1 m，不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是(    )A．拉力做的额外功是100 J B．动滑轮的重力为50 N C．拉力做的总功是200 J D．绳子末端移动的距离是2 m  8. 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是(     )A．甲更省力，甲机械效率大  B．乙更省力，机械效率一样大 C．乙更省力，乙机械效率大  D．甲更省力，机械效率一样大 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，当拉力竖直向下最省力 10．（多选）如图所示，工人用150 N的拉力通过滑轮组吊起质量为20 kg的箱子。若箱子被匀速竖直提升了2 m，不计绳重和摩擦，取g=10 N/kg，则A．箱子的重力势能增大             B．动滑轮的重力为100 NC．工人施加的拉力做的功为300 J    D．滑轮组的机械效率为86.7%  11．如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800 N的货物，所用的拉力F为500 N，货物在50 s内匀速上升5 m.在此过程中所做的有用功是__________J；拉力做功的功率是__________W；滑轮组的机械效率是________。 12．如图，一根不可伸缩的轻绳跨过定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的人拉住。设人的质量为60 kg，吊椅的质量为10 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，要使人和吊椅一起匀速上升，人竖直向下拉绳的力等于_____N，人对吊椅的压力等于_____ N。   13．建筑工人利用如图所示装置，将质量为100千克的沙袋从地面匀速提到3米高的一楼楼面，用时30秒。已知动滑轮的质量为8千克，不计绳子重力和摩擦。求： （1）拉力的大小。（2）这段时间内人拉绳子做功的功率。（3）滑轮组的机械效率.     14．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10 s内被提升了2 m，物体所受重力G=720 N，人对绳子水平向右的拉力F=300 N。求： （1）物体上升的速度；（2）人匀速拉动绳子的功率；（3）人拉起物体时的机械效率。     15．用如图  所示的滑轮组提升物体 A，物体 A 受到的重力大小为 GA。在匀速竖直提升物体 A 的过程中，物体 A 上升的速度大小为 vA，滑轮组的机械效率为 η。已知：GA=400N，vA=0.4 m/s，η=80%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。求：（1）动滑轮所受的重力 G 动；（2）拉力 F 做功的功率 P。