專題14滑輪、斜面及機械效率

堂考點1滑輪與滑輪組

定滑輪動滑輪滑輪組

中間的軸固定—的滑和重物一起的滑

定義定滑輪和動滑輪的—。

輪。輪。

實質____杠桿

的省力杠桿。

變形或圖必a

示1

dh

不省但是動力省的力，但既又能動力的方

特點

的方向。改變動力的方向。向。

F移動距

離(s)和G

s=hs=2/zs-nh

移動距離

(〃)關系

考點2斜面與輪軸

具體內容

斜面定義一個與水平面成一定夾角的傾斜平面

考點3機械效率的計算

知識點具體內容說明

使用機械時，完成工作目的必須做

有用功(1)有用功總___總功，所以

的功，用W右表不。

機械效率總小于1,通常用百

種并非需要，又不得不做的功，用分數％表示。

額外功

W額表示。

功(2)提高機械效率的方法：減

總功小________、減小機件間的

有用功與額外功的和，也是作用在

機械上的動力做的功：卬總=人=____、增大____O

W右+W額。

機械

有用功跟總功的比值，用公式表示為〃一w：xlOO%,實際中〃<1。

效率

(1)被提升的物重：物重增加，機械效率提高；(2)動滑輪重：動滑

影響機滑輪組

輪增加，機械效率減小；(3)繩重和摩擦。

械效率

(1)斜面的傾斜程度：斜面越陡，機械效率越高。

的因素斜面

(2)斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，機械效率越低。

Q簿魁隊

寡實驗i測量滑輪組的機械效率

1.實驗器材：一盒鉤碼、(材料不同的)兩組滑輪、鐵架臺、、o

2.實驗方法：o

3.實驗結論：滑輪組的機械效率與提升物體的重力、滑輪組的自身結構以及摩擦有關。

(1)在滑輪組的自身結構相同時，提升的物體重力越大，滑輪組的機械效率越—o

(2)在提升的物體重力相同時，滑輪組自身的結構越簡單，滑輪組的機械效率越—o

4.問題探究：

(1)實驗中，應怎樣拉動彈簧測力計？為什么要這樣做？

(2)如何探究滑輪組的機械效率與物重的關系？

(3)如何探究滑輪組的機械效率與滑輪組的自身結構的關系？

(4)實驗結束后，如何計算總功、有用功、額外功？

①印總=（P是繩端的拉力，S是繩端通過的距離）；

②卬有=（G是提升鉤碼的重力，h是鉤碼被提升的高度）;

③W額=。

基礎檢測（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，分別用力B、F2、6勻速提起物體A,若不計摩擦，關于三個力的大小關

系，下列選項中正確的是（）

A.F]<F2<FSB.F1>F2>F3C.F2>F1=F3D.F1=F2=F3

2.盤山公路是在高山上修建的公路，彎彎曲曲，如圖所示。要研究汽車在它上面運動時的

做功和受力情況，物理學中把它抽象為一種模型，此模型是（）

A.杠桿B.斜面C.定滑輪D.動滑輪

3.以下是同學們對機械效率的一些理解，其中正確的是（）

A.越省力的機械，其機械效率一定越高

B.機械效率越高，機械做功一定越快

C,功率越大的機械做功一定越多

D.做有用功越多的機械，機械效率不一定越高

4.如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端

分別施加B和3的拉力，在相同時間內將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩

重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）

A.拉力為小于拉力尸2

B.甲繩子自由端移動速度小于乙繩的

C.甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械

D.甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等

二、填空題

5.在我國古代，簡單機械就有了許多巧妙的應用。如圖甲所示，護城河上安裝的吊橋，在

拉起吊橋過程中，滑輪C屬于（選填"定"或"動"）滑輪，吊橋可看作支點為

（選填或"C"）點的杠桿。如圖乙所示，用滑輪拉著一重為50N的物體豎直

向上勻速運動，利用該滑輪能省（選填"力"或"功"）。若滑輪重10N,不計繩重

及摩擦，拉力尸為No

6.如圖是放在桌面上的一種吸盤式水果削皮器。手搖的部位相當于一種簡單的機械

（選填"斜面"或"輪軸"）；削皮刀片做得很鋒利是為了壓強。

7.如圖所示，工人沿斜面用30N的推力把一箱重為60N的貨物從斜面底端緩慢勻速推進

車廂，斜面高1.2m,機械效率為60%,則此斜面的長度為m6

8.在建筑工地上，小明同學利用如圖所示的裝置，用25N的拉力使重為300N的物體A沿

著水平地面勻速運動，A在運動時受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計繩重及

滑輪組的摩擦，則動滑輪所受重力N,該裝置的機械效率為,若增加物體A

的重力，仍使物體A勻速運動，則該裝置的機械效率將（選填"增大"、"減小"或"不

變"）。

三、實驗題

9.如圖是小海同學"研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗裝置。他按圖示提起鉤碼時注意保持

測力計勻速移動，分別測得一組數據如下表所示

鉤碼重鉤碼升高高度測力計示數測力計移動距離

G/Nh/mF/NS/m

甲0.980.20.980.2

乙0.980.21.020.2

丙0.980.20.550.4

請你分析：

（1）比較測力計示數的大小，可知：使用動滑輪的好處是;

（2）比較測力計拉力的方向，可知：使用定滑輪的好處是;

（3）把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實驗測力計移動的距離，可知：使用動滑輪

10.小金用如圖所示的裝置研究某斜面的機械效率與木塊重力大小之間的關系，實驗時控

制木塊與斜面的粗糙程度都相同，部分實驗數據如下表：

實驗斜面傾木塊重有用功機械

斜面高度沿斜面拉力斜面長總功

/z/mF/Ns/m

次數角G/NW/J效率〃

130°1.00.50.71.00.50.771.4%

230°2.00.51.41.0①

1.01.4

330°3.00.52.11.01.52.171.4%

（1）表中空格①的值是;

（2）小明分析實驗數據得出的初步結論是：在斜面傾角和木塊與斜面的粗糙程度不變時,

斜面機械效率與木塊重力大小無關。對此，你對小明有何建議？:

（3）為提高測量的準確度，在用彈簧秤測拉力時，需要注意的事項是（寫一條即

可）。

四、計算題

11.工人用如圖所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪與鋼繩間的摩擦力及

繩重忽略不計。若某一次工人將重800N的建材勻速豎直向上提升了6m,所用的拉力為

300N,求：

（1）動滑輪的重力；

（2）鋼繩自由端移動的距離；

（3）當所運送建材的重為1100N時，工人作用在繩子上的拉力。

12.水平地面上放置重為300N、邊長為0.2m正方體物塊，如圖甲所示。現用斜面將物塊

由底端勻速拉到頂端，如圖乙所示。已知平行于斜面的拉力尸為180N,物體移動的距離為

5m,升高2m,用時5s。g取10N/kg。求：

（1）物塊對水平地面的壓強；

（2）拉力的功率；

（3）斜面的機械效率。

五、綜合題

13.小芳探索人體內的杠桿，發現脖子里有一根杠桿，將腦袋往后仰時，頸關節相當于杠

桿的支點，如圖是她畫的簡化圖，幫助人把腦袋往后仰的輸出力、脖子后面的肌肉提供的

輸入力如圖所示。

⑴請在如圖中畫出輸入力的力臂；（）

⑵小明認為：杠桿在小芳畫的輸入力和輸出力的作用下，該杠桿不能平衡。若要平衡，輸

出力必須如圖所示那樣換為杠桿受到的阻力。你覺得（選填"小芳"或"小明"）的

杠桿在如圖所示兩個力作用下能平衡；

⑶在上述正確的杠桿平衡圖中，根據公式，可判斷輸入力輸出力（選填

"大于"、"等于"或"小于"）。

拔置I檢測（限時30min）

一、單選題

1.甲裝置中，空吊籃A重25N,B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為

100N。小壯將A提升到高處，施加拉力廠隨時間變化關系如圖乙，A上升速度隨時間變化

關系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）

A.動滑輪所受的重力為15N

B.在2s內克服滑輪重做的額外功為30J

C.此裝置最多能勻速運載160N重的貨物

D.此裝置運載貨物最高機械效率為92.5%

2.如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端,已知斜面

高為/?,斜面長為s,且5=3/2,物體所受重力為G,斜面的機械效率為50%,若物體受到

的拉力和摩擦力分別用尸和/表示，則（）

D"一GG

C.F=迎產D.F--f--

33

3.如圖所示是使用不同機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械自重和摩擦），其中

所需動力尸最大的是（）

4.如圖所示，斜面長10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,將一個質量為50kg的貨

物由斜面底端勻速推到頂端，運動過程中摩擦力做功500J,下列說法正確的是（）

A.機械效率為75%B.F=300N

C.摩擦力為50ND.推力做的總功為3000J

二、填空題

5.如圖中所小，框內是由“個相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質量為

27kg的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，不計繩重和

摩擦，則滑輪組中動滑輪重_____N,拉力的功率為W,該滑輪組的機械效率為

6.斜面是一種簡單機械，它在生活中的應用非常廣泛。如圖所示，將一箱重為600N的貨

物從2.4m長的固定斜面勻速拉到高為1.2m的貨車上，所用拉力F=400N,則該物體受到

斜面的摩擦力是N。

7.建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G=900N,不計繩重和摩

擦，當繩子自由端的拉力P=400N時，可將重物勻速提升2m。在此過程中，拉力廠做功

J,滑輪組的機械效率為;若將該滑輪組的機械效率提高5%,需要用此滑

輪組提升N的重物。

8.質量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運送貨物上樓。已知工人在lmin內將貨勻速

提高6m,作用在鋼繩的力為400N,滑輪組的機械效率隨貨物重力的變化如圖乙所示（機

械中摩擦和繩重均不計）作用在鋼繩上的拉力的功率為W,動滑輪的重力為

N,提起貨物的最大重力為N?

實驗題

9.同學們為了探究“使用動滑輪的省、費力情況"，裝置如圖甲所示。實驗過程中，曉彤多

次改變所掛鉤碼的個數，分別記下每次所掛鉤碼的重力及對應的彈簧測力計示數，并將所

測得數據填寫在表格中：

實驗次數12345678

所掛鉤碼重G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0

彈簧測力計示數

0.81.01.31.51.82.02.32.5

F/N

動滑輪重Go/N1.0

（1）曉彤使用動滑輪提升鉤碼的過程中的注意事項是;

（2）用同一動滑輪勻速提升同一重物，若采用如圖乙、丙所示的兩種提升方法，則

FI3；（選填">"、"<"或"="）

（3）分析實驗數據，在忽略摩擦、繩重及實驗誤差的條件下，可以得出彈簧測力計的示數

廠與鉤碼的重力G以及動滑輪的重力Go的關系式為；

（4）在分析數據時，曉彤畫出了Go、G、/與實驗次數的圖像，請你根據圖像寫出曉彤探

究的結論。（）

10.瘋狂物理實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如下表所示，裝置如圖19

所示。

實驗次數物理量123

鉤碼重G/N446

鉤碼上升高度

0.10.10.1

h/m

繩端拉力F/N1.81.62.4

繩端移動距離

0.30.4

s/m

（1）實驗中應沿豎直方向緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼上升；

（2）小組同學用第1次實驗中使用的裝置做第3次實驗，表中第3次實驗中空缺的數據應

為：繩端移動距離s=m,機械效率〃=%;

（3）如采用圖丙裝置，改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出如

圖丁的圖像，分析可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率

（選填"越高"、"不變"或"越低"）；分析圖像中的A點可知，被提升物體所受

的重力為N（忽略繩重和摩擦）。

（4）若每個滑輪的質量為100g,則第二次實驗中克服摩擦做的額外功為Jo

（不計繩重）

（5）如圖丙所示，將滑輪組換一種繞繩方法，提升相同的物體時，滑輪組的機械效率變

小，試著分析原因。

（6）物理學中把機械對重物施加的力與人對機械施加的力的比值叫作機械效益K4,用于

比較不同機械的省力程度。現用圖甲所示滑輪組勻速提升重物，不計繩重和摩擦。則下列

描述滑輪組的機械效率"與機械效益的4、機械效益K4與物體重力G的關系圖線中，可

能正確的是o

（7）某同學在實驗中損壞了彈簧測力計，無法測量鉤碼重力為8N時的機械效率，他認為

可以利用現有的實驗數據計算出動滑輪的重力，再利用二就可以計算出鉤碼重

力為8N時的機械效率，他的想法是的（選填"正確"或"錯誤"）。

四、計算題

11.如圖，用滑輪組將重為100N的重物勻速提升2m時，繩端的拉力為40N,動滑輪的質

量為1kg,g取10N/kg。計算：

（1）提升重物做的有用功；

（2）滑輪組的機械效率；

（3）克服摩擦和繩重所做的功。

12.小喻用如圖所示的均勻杠桿將重為15N的貨物勻速提升0.1m。經測量A8=2m,

OA=0.4m,小喻所用拉力F=4N,且方向始終豎直向上。求：

（1）小喻做的有用功是多少？

（2）小喻所用的杠桿的機械效率是多少？

（3）若杠桿的重心處于的中點，忽略轉軸。處的摩擦，杠桿的自重是多少？

五、綜合題

13.關于人身上的杠桿

人身上有206塊骨頭，其中有許多起著杠桿作用，當然這些起杠桿作用的骨頭不可能自動

地繞支點轉動，必須受到動力的作用，這種動力來自附著在它上面的肌肉.

人前臂的動作最容易看清是個杠桿了，它的支點在肘關節.當肱二頭肌收縮、肱三頭肌松

弛時，前臂向上轉，引起曲肘動作（如圖甲所示）；而當肱三頭肌收縮、肱；頭肌松弛時，

前臂向下轉，引起伸肘動作.

如圖乙是跑動時腿部肌肉示意圖，當右腿向前跨步時，是右腿的骼腰肌收縮、臀大肌松

弛，使右大腿抬起；股四頭肌松弛，股二頭肌收縮，使右膝彎曲，這時候，左腿由于它的

骼腰肌松弛，臀大肌收縮，股四頭肌收縮，股二頭肌松弛，而伸直.

圖丙是人踮腳時肌肉的示意圖，踮腳時主要靠腓腸肌收縮.

（1）畫出人的前臂在圖甲時的杠桿示意圖來，標出支點、動力、阻力、動力臂和阻力

臂.（）

（2）人的前臂在曲肘時是省力杠桿還是費力杠桿—?這種結構有什么好處—?

（3）人踮著腳時也可以看作是杠桿，這時，腳可以看作是省力杠桿還是費力杠桿呢—?

（4）除了文章中介紹的人身上的杠桿外，你還能舉出人體上一個杠桿的例子嗎—？請試

試看.

專題14滑輪、斜面及機械效率

密考點1滑輪與滑輪組

定滑輪動滑輪滑輪組

中間的軸固定丕動的滑和重物一起移動的滑

定義定滑輪和動滑輪的組合。

輪。輪。

動力臂為阻力臂2倍

實質等臂杠桿

的省力杠桿。

\\\、\\\\\\\\、\

人~八

變形或圖心

示戶

F；v

FJ

不省力但是改變動力的省一半的力，但不能既省力又能改變動力的方

特點

方向。改變動力的方向。向。

尸移動距

離(s)和G

s=hs=2hs—nh

移動距離

(用)關系

鱉考點2斜面與輪軸

具體內容

斜面定義一個與水平面成一定夾角的傾斜平面

省力機械

特點

如圖，用方表示力，s表示斜面長，力表示斜面高，物重為G。

理想情況下，根據功的原理，得皿=尺=6//,變形得k=號。

當/Z一定時，斜面越長越省力,例如盤山公路。

實例飲料瓶瓶蓋、螺絲釘、螺旋千斤頂等。

由輪和軸組成，能繞共同軸線轉動的簡單機械叫做輪軸；半徑較

定義

大的是輪，半徑較小的是軸。

能夠連續旋轉的杠桿,支點就在軸線，輪軸在轉動時輪與軸有相

同的轉速。

如皆m所示，H為輪半徑，r為軸半徑，B為作用在輪上的力，F2

輪軸

為看三用在軸上的力，根據杠桿平衡條件，有且KHr(動力x輪半

徑=二阻力X軸半徑)。可知：當動力作用在輪上，則輪軸為省力杠

實質

桿;當動力作用在軸上，則輪軸為費力杠桿。

€

%F'

1

受考點3機械效率的計算

知識點具體內容說明

使用機械時，完成工作目的必須做

有用功(1)有用功總小于總功,所以

的功，用w有表示。

機械效率總小于1,通常用百

種

分數％表示。

并非需要，又不得不做的功，用

功額外功

W額表示。

(2)提高機械效率的方法：減

有用功與額外功的和，也是作用在小機械自重、減小機件間的

總功機械上的動力做的功：W.&=Fs^摩擦、增大物重。

W有+W額。

機械

有用功跟總功的比值，用公式表示為〃一皿，100%,實際中〃<1。

效率

(1)被提升的物重：物重增加，機械效率提高；(2)動滑輪重：動滑

影響機滑輪組

輪增加，機械效率減小；(3)繩重和摩擦。

械效率

(1)斜面的傾斜程度：斜面越陡，機械效率越高。

的因素斜面

(2)斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，機械效率越低。

QIfrM<

里實驗i測量滑輪組的機械效率

i.實驗器材：一盒鉤碼、(材料不同的)兩組滑輪、鐵架臺、彈簧測力計、刻度尺。

2.實驗方法：控制變量法。

3.實驗結論：滑輪組的機械效率與提升物體的重力、滑輪組的自身結構以及摩擦有關。

⑴在滑輪組的自身結構相同時，提升的物體重力越大，滑輪組的機械效率越大。

(2)在提升的物體重力相同時，滑輪組自身的結構越簡單，滑輪組的機械效率越大。

4.問題探究：

(1)實驗中，應怎樣拉動彈簧測力計？為什么要這樣做？

豎直勻速拉動，使彈簧測力計示數穩定，便于讀出拉力的大小。

(2)如何探究滑輪組的機械效率與物重的關系？

保持滑輪組的自身結構、摩擦因素等均不變，改變提升的鉤碼的重力，觀察并記錄彈簧測力

計的示數，計算比較機械效率的高低。

(3)如何探究滑輪組的機械效率與滑輪組的自身結構的關系？

保持提升的鉤碼的重力不變，改變滑輪組的自身結構(改變動滑輪的材料或動滑輪的個數)，

觀察并記錄彈簧測力計的示數，計算比較機械效率的高低。

（4）實驗結束后，如何計算總功、有用功、額外功？

①卬總=&（尸是繩端的拉力，s是繩端通過的距離）；

②卬有=例3是提升鉤碼的重力，/i是鉤碼被提升的高度）;

③卬額=卬總-W有。

基礎檢）則（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，分別用力B、F2、6勻速提起物體A,若不計摩擦，關于三個力的大小關

系，下列選項中正確的是（）

A.FI<F2<FSB.FI>F2>FSC.F2>FI=FSD.F尸F2=F3

【答案】D

【解析】因為定滑輪相當于一個等臂杠桿，只能改變力的方向，而不省力，故定滑輪拉同

一重物G,沿三個不同方向，用的拉力大小相等，即入、F2、6都等于物體的重力，故D

符合題意。

故選Do

2.盤山公路是在高山上修建的公路，彎彎曲曲，如圖所示。要研究汽車在它上面運動時的

做功和受力情況，物理學中把它抽象為一種模型，此模型是（）

A.杠桿B.斜面C.定滑輪D.動滑輪

【答案】B

【解析】彎彎曲曲的盤山公路其實是簡單機械中的斜面，在利用斜面時，可以起到省力的

作用。

故選Bo

3.以下是同學們對機械效率的一些理解，其中正確的是（）

A.越省力的機械，其機械效率一定越高

B.機械效率越高，機械做功一定越快

C.功率越大的機械做功一定越多

D.做有用功越多的機械，機械效率不一定越高

【答案】D

【解析】A.機械效率的高低與機械是否省力無關，例如：通常情況下定滑輪比動滑輪的

機械效率高，但定滑輪不省力，而動滑輪能省一半力，故A錯誤；

B.機械效率越高，說明有用功占總功的比例大，功率是描述做功快慢的物理量，所以機械

效率越高，機械做功不一定越快，故B錯誤；

C.做功的多少與功率和做功時間有關，功率越大的機械做功越快，但做功不一定多，故C

錯誤；

D.機械效率是有用功占總功的百分比，做的有用功越多，不知道所做總功的多少，所以

機械效率不一定越高，故D正確。

故選D。

4.如圖所示，用完全相同的四個滑輪和兩根細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端

分別施加B和尬的拉力，在相同時間內將相同的重物豎直勻速提升相同的高度（不計繩

重、輪重和一切摩擦）。下列說法正確的是（）

A.拉力B小于拉力F2

B.甲繩子自由端移動速度小于乙繩的

C.甲、乙兩滑輪組均屬于費力的機械

D.甲、乙兩滑輪組繩子自由端移動的距離相等

【答案】B

【解析】A.不計繩重及摩擦，因為拉力為

廠」（G+G動）

n

且甲滑輪組的繩子承重股數為犯=2,乙滑輪組的繩子承重股數為"2=3,所以甲滑輪組繩端

的拉力為

K=g（G物+G動）

乙滑輪組繩端的拉力為

&=；（G物+G動）

因為物體以及動滑輪的重力相等，所以-＞入，故A錯誤；

B.由圖與A分析知，甲滑輪組繩子自由端移動的速度v嚴2V物，乙滑輪組繩子自由端移動

的速度v乙=3v物所以甲繩子自由端移動速度小于乙繩的自由端移動的速度，故B正確；

C.使用動滑輪能夠省力，為省力杠桿，故C錯誤；

D.因為繩子自由端移動的距離S=”/7,提升物體的高度力相同，所以甲滑輪組繩子自由端

移動的距離為s/=2/z,乙滑輪組繩子自由端移動的距離為S2=3/2,則S/HS2,故D錯誤。

故選Bo

二、填空題

5.在我國古代，簡單機械就有了許多巧妙的應用。如圖甲所示，護城河上安裝的吊橋，在

拉起吊橋過程中，滑輪C屬于（選填"定"或"動"）滑輪，吊橋可看作支點為

（選填或"C"）點的杠桿。如圖乙所示，用滑輪拉著一重為50N的物體豎直

向上勻速運動，利用該滑輪能省（選填"力"或"功"）。若滑輪重10N,不計繩重

及摩擦，拉力P為No

c//////////

A,A

G

甲乙

【答案】定B力30

【解析】［1］在拉起吊橋過程中，滑輪組C的軸固定不動，為定滑輪，定滑輪的作用是改變

力的方向，不能省力。

⑵由圖可知，在拉起吊橋過程中，吊橋繞著2點轉動，所以護城河上安裝的吊橋的支點是

B點。

⑶由圖知，施加拉力/時，物體上升過程中滑輪也同時上升，所以此滑輪是一個動滑輪,

由動滑輪的工作特點可知，使用動滑輪不能改變力的方向且費距離，但可以省力。

⑷已知物體重50N,滑輪重10N,動滑輪上承受重物的繩子股數

n—2

不計繩重及輪與軸間的摩擦，繩子自由端的拉力為

尸=g(G物+G動)=1x(50N+10N)=30N

6.如圖是放在桌面上的一種吸盤式水果削皮器。手搖的部位相當于一種簡單的機械.

（選填"斜面"或"輪軸"）；削皮刀片做得很鋒利是為了壓強。

【答案】輪軸增大

【解析】⑴手搖的部位在使用時繞中心軸轉動，所以屬于輪軸。

⑵削皮刀片做得很鋒利，是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強。

7.如圖所示，工人沿斜面用30N的推力把一箱重為60N的貨物從斜面底端緩慢勻速推進

車廂，斜面高1.2m,機械效率為60%,則此斜面的長度為m。

F

【答案】4

【解析】工人做的有用功

W#^=G〃=60Nxl.2m=72J

工人做的總功為

W有用72J

W總-^-=-------=120J

〃60%

則斜面的長度為

120J

=4m

30N

8.在建筑工地上，小明同學利用如圖所示的裝置，用25N的拉力使重為300N的物體A沿

著水平地面勻速運動，A在運動時受到地面的摩擦力為其所受重力的0.2倍，不計繩重及

滑輪組的摩擦，則動滑輪所受重力N,該裝置的機械效率為,若增加物體A

的重力，仍使物體A勻速運動，則該裝置的機械效率將（選填"增大"、"減小"或"不

變"）。

【答案】15N80%增大

【解析】［1］物體A受到的摩擦力

/=0.2G=0.2x300N=60N

由題意可知，人施加的拉力

G動+/

3

所以動滑輪的重力

Ga=3F-/=3x25N-60N=15N

⑵該裝置的機械效率

%=力■物fxs物J_60N得0%

%網物尸x3s物3F3x25N°

[3]若增加物體A的重力，物體A對地面的壓力增大，物體受到的滑動摩擦力增大，由于物

體A勻速運動，所以拉力也會增大，總功一定時，有用功占總功的比例會增大，故機械效

率會增大。

三、實驗題

9.如圖是小海同學"研究定滑輪和動滑輪特點”的實驗裝置。他按圖示提起鉤碼時注意保持

測力計勻速移動，分別測得一組數據如下表所示

鉤碼重鉤碼升高高度測力計示數測力計移動距離

G/Nh/mF/NS/m

甲0.980.20.980.2

乙0.980.21.020.2

丙0.980.20.550.4

請你分析:

（1）比較測力計示數的大小，可知：使用動滑輪的好處是

（2）比較測力計拉力的方向，可知：使用定滑輪的好處是

（3）把鉤碼升高相同的高度，比較乙和丙實驗測力計移動的距離，可知：使用動滑輪

【答案】省力改變了用力的方向費距離

【解析】（1）[1]由表中的數據知，在丙中，拉力

F=0.55N<G=0.98N

故使用動滑輪的好處是省力。

（2）[2]由表中的數據知，在乙中，拉力

F=0.98N=G=0.98N

雖然拉力與物重相等，但是向下用力，故使定滑輪的好處可以改變用力的方向。

（3）⑶乙測力計移動距離為0.2m,丙測力計移動距離為0.4m,故使用動滑輪費距離。

10.小金用如圖所示的裝置研究某斜面的機械效率與木塊重力大小之間的關系，實驗時控

制木塊與斜面的粗糙程度都相同，部分實驗數據如下表：

實驗斜面傾木塊重有用功機械

斜面高度沿斜面拉力斜面長總功

h/mF/Ns/m

次數角G/N%//J效率〃

130°1.00.50.71.00.50.771.4%

230°2.00.51.41.0①

1.01.4

330°3.00.52.11.01.52.171.4%

（1）表中空格①的值是;

（2）小明分析實驗數據得出的初步結論是：在斜面傾角和木塊與斜面的粗糙程度不變時,

斜面機械效率與木塊重力大小無關。對此，你對小明有何建議？;

（3）為提高測量的準確度，在用彈簧秤測拉力時，需要注意的事項是（寫一條即

可）。

【答案】71.4%見解析見解析

【解析】（1）［1］第2次實驗時斜面的機械效率

n=^S_x100%=—=xl00%=71.4%

W&1.4J

（2）⑵實驗時，只在某一確定的斜面傾角和斜面粗糙程度的情況下，改變木塊重力進行

了實驗，結論具有偶然性，應該多次改變斜面的傾角和斜面的粗糙程度，進行多次實驗，

才能使得到的結論具有普遍性。

（3）⑶實驗中，要勻速地拉動彈簧測力計，才能使彈簧測力計的示數穩定，提高準確

度。

四、計算題

11.工人用如圖所示的滑輪組運送建材上樓，每次運送量不定，滑輪與鋼繩間的摩擦力及

繩重忽略不計。若某一次工人將重800N的建材勻速豎直向上提升了6m,所用的拉力為

300N,求：

（1）動滑輪的重力；

（2）鋼繩自由端移動的距離；

（3）當所運送建材的重為1100N時，工人作用在繩子上的拉力。

【答案】(1)100N；(2)18m；(3)400N

【解析】解：(1)由圖示可知，滑輪組承擔重量的繩子股數為"=3,滑輪與鋼繩間的摩

擦力及繩重忽略不計，由尸=g(G+G動)可得，動滑輪的重力

G動=3F-G=3x300N-800N=100N

(2)已知建材上升的高度為6m,則鋼繩自由端移動的距離

s=3/z=3x6m=18m

(3)滑輪與鋼繩間的摩擦力及繩重忽略不計，當所運送建材的重為1100N時，工人作用

在繩子上的拉力為

,11

尸=§(G+Ga)=jx(1WON+100N)=400N

答：(1)動滑輪的重力為100N；

(2)鋼繩自由端移動的距離為18m；

(3)當所運送建材的重為1100N時，工人作用在繩子上的拉力為400N。

12.水平地面上放置重為300N、邊長為0.2m正方體物塊，如圖甲所示。現用斜面將物塊

由底端勻速拉到頂端，如圖乙所示。已知平行于斜面的拉力廠為180N,物體移動的距離為

5m,升高2m,用時5s。g取10N/kg。求：

(1)物塊對水平地面的壓強；

(2)拉力的功率；

(3)斜面的機械效率。

【答案】(1)7500Pa；(2)180W；(3)66.7%

【解析】解：(1)物體放在水平地面上，對地面壓力等于其重力，物塊對水平地面的壓強

G300N

=7500Pa

0.2mx0.2m

（2）拉力的功率為

W_f￡_180Nx5m

=180W

tt5s

（3）斜面的機械效率為

Ghsi300Nx2m,__,,

77=——xlOO%=--------------x100%n/=66.7%

Fs180Nx5m

答：（1）物塊對水平地面的壓強為7500Pa；

（2）拉力的功率為180W；

（3）斜面的機械效率為66.7%。

五、綜合題

13.小芳探索人體內的杠桿，發現脖子里有一根杠桿，將腦袋往后仰時，頸關節相當于杠

桿的支點，如圖是她畫的簡化圖，幫助人把腦袋往后仰的輸出力、脖子后面的肌肉提供的

輸入力如圖所示。

⑴請在如圖中畫出輸入力的力臂；（）

（2）小明認為：杠桿在小芳畫的輸入力和輸出力的作用下，該杠桿不能平衡。若要平衡，輸

出力必須如圖所示那樣換為杠桿受到的阻力。你覺得（選填"小芳"或"小明”）的

杠桿在如圖所示兩個力作用下能平衡；

⑶在上述正確的杠桿平衡圖中，根據公式,可判斷輸入力輸出力（選填

"大于"、"等于"或"小于"）O

小明用=財大于

【分析】⑴力臂是支點到力的作用線的距離。

⑵阻力是阻礙杠桿運動的力。

⑶杠桿平衡條件￡4=月4分析。

【解析】0）口］過支點作垂直于輸入力的作用線的垂線，即為力臂，如圖所示:

（2）⑵由圖可知，輸入了方向向下，則輸出力一段向上翹，為了杠桿平衡，阻力的方向應該

是斜向下的，所以小明的杠桿在如圖所示兩個力作用下能平衡。

（3）［3］⑷由圖可知，輸入力的力臂小于輸出力的力臂，根據杠桿平衡條件￡4=8/?可知，輸

入力大于輸出力。

拔置I檢）則（限時30min）

一、單選題

1.甲裝置中，空吊籃A重25N,B處繩子承受的拉力足夠大，C處繩子承受的最大拉力為

100N。小壯將A提升到高處，施加拉力尸隨時間變化關系如圖乙，A上升速度隨時間變化

關系如圖丙。忽略繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（）

A.動滑輪所受的重力為15N

B.在2s內克服滑輪重做的額外功為30J

C.此裝置最多能勻速運載160N重的貨物

D.此裝置運載貨物最高機械效率為92.5%

【答案】D

【解析】A.由圖可知，在l~2s內吊籃勻速上升，此時拉力為20N,該滑輪組”=2,則忽

略繩重、摩擦、空氣阻力，動滑輪的重力

6動=〃片-GA=2X20N-25N=15N

故A正確，不符合題意；

B.在l-2s內克服滑輪重做的額外功

%=G動〃=G動vt=15Nx2m/sxls=30J

故B正確，不符合題意；

C.C處繩子承受的最大拉力為100N,當拉力最大時，運載貨物的重力最大

G大=nF大-G動-GA=2x100N-15N-25N=160N

故C正確，不符合題意;

D.運載貨物的重力最大時，機械效率最高，此裝置運載貨物最高機械效率

%用?G”160N

%」（G大+G吊籃+G動，160N大+25N+15N

故D錯誤，符合題意。

故選Do

2.如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面

高為/?,斜面長為s,且s=3/?,物體所受重力為G,斜面的機械效率為50%,若物體受到

的拉力和摩擦力分別用尸和/表示，則（）

C.F=也產D.F=|/=f

3」3

【答案】C

【解析】根據題意知道，拉力做的有用功

W有用=Gh

拉力做的總功

W.s>=Fs—Fx3h—3Fh

斜面的機械效率

%GhG.no/

叱總3Fh3F

解得拉力

F=-G

3

克服摩擦力所做的額外功

2

%=A=/x3/z=3"=叫總一％用=3尸配Gh=3x-Gh-Gh=Gh

則摩擦力

f=-G

3

故C符合題意，ABD不符合題意。

故選Co

3.如圖所示是使用不同機械勻速提升同一物體的四種方式（不計機械自重和摩擦），其中

所需動力F最大的是（）

【答案】A

【解析】不計機械自重和摩擦，即在理想狀態下比較動力的大小。

A.這是動滑輪的特殊使用方法，物體掛在動滑輪一側繩子上，拉動滑輪的輪軸，此時拉

力

Fi=G+G=2G

B.圖示是一個定滑輪，則拉力

Fi=G

C.繩子的有效段數為3,繩子自由端的拉力

13

D.圖中為斜面，使用任何機械不能省功，根據國二G/i有

_F/X2m=GXlm

Fi=~G

比較所用動力的大小，可知選項A中動力最大，故A符合題意，BCD不符合題意。

故選A。

4.如圖所示，斜面長10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,將一個質量為50kg的貨

物由斜面底端勻速推到頂端，運動過程中摩擦力做功500J,下列說法正確的是（）

A.機械效率為75%B.F=300N

C.摩擦力