第10講簡單機械命題點2滑輪、滑輪組及機械效率目錄考點梳理圖片解讀面對面“過”考點考點梳理1.定滑輪和動滑輪等臂2FGs2h力的方向省力(注：s為繩端移動的距離，h為物體上升的高度)2.滑輪組(1)把________和________組合在一起構(gòu)成滑輪組滑輪組的省力情況與繞線情況有關(guān)，繩子段數(shù)n由________上的繩子段數(shù)決定a動滑輪上有n段繩子承擔物重，提起物體的力就是物重的，即拉力F_____(不考慮動滑輪重和摩擦)；b繩子自由端移動的距離s與物體上升高度h的關(guān)系是snh；c繩子自由端移動的速度v與物體移動的速度v物的關(guān)系是v________；d滑輪組既可以________，又可以___________________.(2)滑輪組繩子段數(shù)判斷(2019.14BC，2016.15)在動滑輪和定滑輪之間(或動滑輪上方)畫一條虛線，與動滑輪相連接的繩子的段數(shù)即承擔物重的繩子段數(shù)，如圖所示，n5.nv物省力改變力的方向定滑輪動滑輪動滑輪G物1.斜面(1)實質(zhì)：省力機械，省力費距離，高度相同的斜面，斜面越長越省力(2)應(yīng)用：盤山公路2.輪軸(1)特點：如圖所示，R為輪半徑，r為軸半徑，根據(jù)杠桿平衡條件F1RF2r知，輪軸省力、但費距離.(2)應(yīng)用：汽車方向盤、扳手、門把手等1.功的類型(1)有用功：無論是否使用機械，必須要做的功，用W有表示(2)額外功：使用簡單機械時，并非我們需要又不得不做的功，即額外功，用W額表示如：對機械本身做功和克服摩擦做功(3)總功：有用功與額外功之和叫做總功，用W總表示，即：W總________W有W額2.機械效率(2016.15D)(1)定義：把________跟________的比值叫做機械效率，用表示(2)公式：100%(3)規(guī)律：利用機械對物體做功時，總存在額外功，有用功總是________總功，故機械效率總小于1.(4)提高方法：增大物重、減小________的自重、減小摩擦(滑輪組)；增大傾角、減小摩擦(斜面)有用功總功小于動滑輪3.常考裝置的機械效率計算方法=命題點：滑輪的特點及應(yīng)用1.大人利用滑輪將重物吊到二樓，孩子想幫忙，卻把自己提了上去，該滑輪是________滑輪，使用它可以________________，孩子受到的重力________重物受到的重力(RJ八下P81圖12.11)定改變力的方向小于圖片解讀命題點：滑輪的特點及應(yīng)用2.兩位大力士在比力氣，一位聰明的孩子說：我一個人可以拉動你們兩個.如圖所示，他用一根結(jié)實的繩子在兩根光滑木棒上繞幾圈，用力一拉，兩位大力士竟撞在一起了這里面的奧秘是繩子在兩根木棒上繞了幾圈，就組成了一個________，該裝置對于小孩來說可以省________，對于其中一位大力士來說可以省________.滑輪組力距離1.(2019江西14題3分)如圖所示，物重為G的物體在不同簡單機械中處于平衡狀態(tài)(不計機械自重和摩擦)，拉力F1、F2、F3、F4的大小關(guān)系是()A.F2F3F4F1B.F2F4F1F3C.F4F2F1F3D.F4F2F3F1第1題圖B江西6年真題“面對面”拓展訓(xùn)練2.如圖所示，用四個滑輪組分別勻速提升重力均為G的物體，若不計滑輪重、繩重及軸摩擦，下列關(guān)系式正確的是()A.3F1GB.3F2GC.F32GD.F42GB第2題圖3.(2016江西15題4分)(不定項)在測“滑輪組機械效率”的活動中，瑞瑞同學在與動滑輪相切的細繩上作一標記A(如圖甲所示)，然后用大小為F的拉力勻速豎直向上提升總重為G的鉤碼當鉤碼上升的高度為H時，瑞瑞同學在與動滑輪相切的細繩上作另一標記B，并測得AB兩點間的距離為2H(如圖乙所示)，則以下所求物理量正確的是()A.拉力所做的功W2FHB.拉力所做的有用功W有用GHC.該滑輪組的機械效率1D.該滑輪組的機械效率第3題圖BCD拓展訓(xùn)練4.(不定項)小剛利用如圖所示的滑輪組使重物升高相同的高度，拉力所做的總功為W，滑輪組的機械效率為.不計繩重及輪與軸的摩擦，下圖中關(guān)于物重G及對應(yīng)的W和的關(guān)系圖像，其中正確的是()BD5.如圖所示，拉力F100N，物體重G180N，物體被勻速提升的距離h4m，不計繩重和摩擦，求：(1)拉力所做的總功；(2)當物體重G180N時，該滑輪組的機械效率；(3)當物體重增加到200N時，10s內(nèi)物體被勻速提高，繩子移動距離為10m，拉力做功的功率第5題圖解：(1)由題圖可知，滑輪組由2段繩子吊著物體，物體升高4m，則拉力通過的距離s24m8m，所以拉力做的總功為W總Fs100N8m800J(2)有用功為W有Gh180N4m720J，所以滑輪組的機械效率100%100%90%(3)所做的額外功為W額W總W有800J720J80J，所以可知動滑輪重為G動20N，當物體重增加到200N時，拉力F110N拉力此時做的功WFs110N10m1100J拉力的功率為P110W實驗突破命題點【設(shè)計與進行實驗】1.實驗原理：100%________100%2.實驗主要儀器及作用(1)彈簧測力計的使用與讀數(shù)(用彈簧測力計沿豎直方向________拉動繩子，此時拉力等于彈簧測力計的示數(shù))(2)刻度尺的使用和讀數(shù)(測量鉤碼上升的距離和彈簧測力計移動的距離)勻速3.控制變量法的應(yīng)用(1)探究滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系(同一滑輪組，改變滑輪組所吊鉤碼的數(shù)量，計算機械效率的大小)(2)探究滑輪組的機械效率與動滑輪的重力大小的關(guān)系(控制滑輪組提升鉤碼的數(shù)量相同，改變動滑輪的重力，計算機械效率的大小)(3)探究滑輪組的機械效率與所提重物高度的關(guān)系(控制同一滑輪組提升鉤碼的數(shù)量相同，改變提升鉤碼的高度，計算機械效率的大小)4.承擔物重繩子段數(shù)的判斷(在動滑輪和定滑輪之間畫一條虛線，有幾段繩子與動滑輪相連，就有幾段繩子承擔物重)5.繩子自由端移動的距離s與物體上升高度h的關(guān)系(s____，n指動滑輪上繞線段數(shù))6.滑輪組的繞線作圖7.實驗表格設(shè)計及數(shù)據(jù)記錄nh【分析數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論】8.表格數(shù)據(jù)錯誤分析(常見錯誤有：長度、拉力測量錯誤；滑輪組承擔重物的段數(shù)看錯，導(dǎo)致距離算錯)9.有用功、總功及機械效率的相關(guān)計算【交流與反思】10.可以省略的工具(刻度尺，省略后用100%計算，反而能夠提高精度)11.滑輪組機械效率的影響因素(物體的重力、繩子與滑輪間的摩擦力、動滑輪的重力)12.拉動時，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，改為使測力計靜止時讀數(shù)錯誤原因(沒有考慮摩擦力對滑輪組機械效率的影響)13.隨著物重增大，額外功變大的原因(隨著物重的增大，滑輪與軸之間的摩擦力增大，克服摩擦力做的額外功增加)14.提高滑輪組機械效率的方法(1)用同一滑輪組，提升物體的重力越大，滑輪組的機械效率越________；(2)所掛重物相同時，動滑輪重力越________，滑輪組的機械效率越高；(3)減小機械摩擦高小一題練透一實驗例【實驗名稱】測量滑輪組的機械效率【實驗裝置】如圖所示是某小組設(shè)計的實驗裝置圖除了如圖甲所示器材和彈簧測力計外，還需要的器材是__________例題圖刻度尺【進行實驗與收集證據(jù)】(1)實驗中應(yīng)沿豎直方向________緩慢拉動彈簧測力計(2)用如圖甲、乙、丙、丁四個裝置測出了對應(yīng)的機械效率分析表中數(shù)據(jù)可知第2次實驗是用______圖所示裝置做的實驗，請將表中的數(shù)據(jù)填寫完整(結(jié)果保留整數(shù))勻速乙71%【分析與論證】(1)通過比較________(填實驗次數(shù)的序號)兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān).(2)通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越________(3)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：________________________________________________________.【交流反思】小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)你認為他的想法________(選填“正確”或“不正確”)，因為他沒有考慮到___________________對滑輪組機械效率的影響1、2高不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組機械效率越高不正確摩擦力(或摩擦)補充設(shè)問(1)第1次實驗所用動滑輪的重力至少小于________N；第3次實驗中，拉力F做的額外功為__________J，若第4次實驗中，鉤碼上升的速度是0.1ms，則拉力F的功率為________W.(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：隨著鉤碼重力的增大，額外功________(選填“變小”“變大”或“不變”)，原因是____________________________________________________________________(3)小明分析實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)通過比較第2、4次實驗數(shù)據(jù)，也能得出滑輪組機械效率與重物重力的關(guān)系請你對小明同學的觀點進行評估：____________________________________10.140.56變大隨著物重的增加，滑輪與軸之間的摩擦力增大，克服摩擦力做的額外功增加沒有控制動滑輪重力不變，結(jié)論不可靠(4)汽車作為一種“機械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義以下三種提高效率的方法中，方法______與滑輪組機械效率與重物重力的關(guān)系是同理的A.鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量滿載人員B.汽車制造廠用新材料減輕汽車重量C.經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好潤滑A