中考物理一轮复习课件：滑轮 斜面 机械效率

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考点1 定滑轮、动滑轮和滑轮组
1. 定滑轮、动滑轮
1. 学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个如图所示的滑轮，该滑轮的作用是(　　)A. 增大绳子自由端移动的距离 B. 减小拉力C. 改变拉力的方向 D. 减少拉力做功
3. 常见模型的机械效率
2. 如图所示，用滑轮组将重力为540 N的重物匀速提升2 m，所用拉力为200 N，则额外功为____J，滑轮组的机械效率为_____，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是_________．(答出一条即可)
3.如图所示，用沿斜面向上的10 N拉力将重为16 N的物体从斜面底端匀速拉动s＝2 m、此时物体上升的高度h＝1 m．则此过程中有用功为___J，拉力做的功为___J，斜面的机械效率为_____.
1. 小明用如图所示的动滑轮提起160 N的水桶，动滑轮重40 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为____N，机械效率是______；如果向水桶内再加入20 N的水，提起时动滑轮的机械效率_____．(选填“变大”“变小”或“不变”)
2. 如图所示，用一滑轮组将重为400 N的物体在5 s内沿竖直方向匀速提升2 m，该滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮的重力为____N，拉力做的功为______J，拉力的功率为____W.
3. (多选)如图所示，在拉力F作用下，一个重600 N的物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150 J的功，则下列说法中正确的是(　 )A. 拉力F的大小为150 NB. 拉力F的大小为50 NC. 物体与地面间的滑动摩擦力为120 ND. 物体与地面间的滑动摩擦力为480 N
4. (多选)如图所示，重为2 N的物体A放在水平桌面上，重为5 N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1 N(不计绳重和摩擦)，B恰好可以匀速下降．现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3 m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F.下列说法正确的是(　　)A. B匀速下降时，物体A受到3 N的摩擦力B. 拉力F的大小为4 NC. 拉力F的功率为3.6 WD. B匀速上升0.6 m的过程中，拉力F做功2.4 J
5. 小洪在一次劳动中，欲将重为600 N的货物搬到距地面2 m高的平台上．他用长为4 m的木板搭成斜面如图，并用沿着斜面向上大小为400 N的力将货物匀速从底端推到顶端，小洪在该过程中做的有用功为______J，斜面起到了_____(选填“省力”或“省功”)的作用．
6.如图所示，用沿斜面向上大小为 4 N的拉力，将一个重5 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端．已知物体沿斜面上滑的距离为5 m，上升的高度为3 m，则物体受到的摩擦力为___N，斜面的机械效率为____.
7. 小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品．现有质量M＝25 kg的木箱，长L＝5 m、高h＝3 m的固定斜面，他用F＝100 N的力拉绳，使木箱以v＝0.2 m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0＝20 J．已知动滑轮质量m＝1 kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10 N/kg.求：
(1)木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；
解：木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间
(2)小马同学拉力的功率；
由图可知，承担物重的绳子段数n＝2，小马同学拉绳子的速度为v拉＝2v＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s拉力的功率P＝Fv拉＝100 N×0.4 m/s＝40 W
整个装置的机械效率η＝ ×100%＝75%
(3)整个装置的机械效率；
有用功W有＝Gh＝25 kg×10 N/kg×3 m＝750 J总功W总＝F×2L＝100 N×2×5 m＝1 000 J
(4)斜面对木箱的摩擦力大小．
克服动滑轮重力做的额外功W动＝mgh＝1 kg×10 N/kg×3 m＝30 J克服斜面的摩擦力做的功Wf＝W总－W有－W动－W0 ＝1 000 J－750 J－30 J－20 J＝200 J斜面对木箱的摩擦力f＝ ＝40 N
8. “塔吊”是建筑工地常用的起重设备．如图甲，AC为一简易“塔吊”的水平臂，A端装有配重体P，它的质量为4吨，在水平臂B、C间安装有可移动的滑轮组(绕法如图乙)，滑轮组的钢丝绳绕在电动卷扬机的轴上．已知AB＝10 m，BC＝40 m，若塔身的宽度和铁架、钢绳、滑轮组重力及摩擦均不计，g取10 N/kg.(1)求配重体P的重力大小；
解：配重P的重力GP＝mPg＝4×103 kg×10 N/kg＝4×104 N
(2)当滑轮组位于 C 端时，为了安全起吊，求该“塔吊”恰能吊起货物的质量；
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，GP×AB＝m货g×BC代入相关数据得4×104 N×10 m＝m货×10 N/kg×40 m解得，吊起货物的质量m货＝1 000 kg
(3)某次操作中，滑轮组在 BC 间安全吊起质量为 1. 5 吨的货物，匀速上升 60 m，求滑轮组上的钢绳的水平拉力 F 大小；
由图乙可知，承担动滑轮绳子的段数n＝3钢绳的水平拉力 F＝ ×1.5×103 kg×10 N/kg＝5×103 N
(4)在上第(3)小问中，如果电动卷扬机的效率是 90%，求配套电动机消耗的电能.
钢绳自由端移动的距离s＝nh＝3×60 m＝180 m卷扬机做的总功W总＝Fs＝5×103 N×180 m＝9×105 J电动机消耗的电能 W电＝ ＝1×106 J
9. 如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图．已知物体A质量为500 kg，底面积为1.25 m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题：(g＝10 N/kg)(1)起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
解：物体A的重力G＝mg＝500 kg×10 N/kg＝5 000 N物体A静止时对地面的压强p＝ ＝4 000 Pa
(2)如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1 000 N时，地面对物体A的支持力为1 650 N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2 m，请计算此时整个机械的机械效率．
物体A静止时受到滑轮组的拉力F拉＝G－F支＝5 000 N－1 650 N＝3 350 N由F＝ (G动＋F拉)可得，动滑轮的重力 G动＝nF－F拉＝4×1 000 N－3 350 N＝650 N匀速提升过程中机械所做的有用功W有＝Gh＝5 000 N×2 m＝1×104 J额外功W额＝G动h＝650 N×2 m＝1 300 J所以滑轮组的机械效率η＝ ×100%≈88.5%
(3)工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1 m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度．(ρ水＝1.0×103 kg/m3)
由P＝Fv可得，物体B未接触水面前绳子的拉力F1＝ ＝837.5 NB物体的重力 GB＝4F1－G动＝4×837.5 N－650 N＝2 700 N又因物体B浸没在水中时绳子对物体B的拉力F2＝ ＝587.5 N
VB＝V排＝ ＝0.1 m3则B物体的密度ρB＝ ＝2.7×103 kg/m3
物体B浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力F′＝4F2－G动＝4×587.5 N－650 N＝1 700 N物体B受到的浮力F浮＝GB－F′＝2 700 N－1 700 N＝1 000 N由阿基米德原理可得，物体B的体积
t＝0时：物体B在水面以上匀速下降；t＝30 s时：物体B的下表面与水面接触；30～35 s过程中：物体B逐渐浸入水中，所受浮力 逐渐增大，绳端的拉力逐渐减小；t＝35 s时：物体B刚好浸没在水中，所受浮力最大；35～70 s过程中：物体B浸没后在水中下降，所受浮力不变．