2024年中考物理重难点汇编之滑轮组的机械效率（苏科版）.pdf

滑轮及滑轮组机械效率的计算一、机械效率1、三功有用功、额外功、总功2、机械效率有用功我们需要的、必须要做的功叫做有用功，用w有用表示额外功使用机械时并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功，用W额表示总功有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用w总表示，用公式表达为W总=/有 +/额（1）定 义：物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率，用n表示2 ）公 式：7=X 1 0 0%（3）提高机械效率的方法：增大重物、减小机械间的摩擦、减小机械自重、改进结构等注意：机械效率是一个比值，通常用百分数表示，由于有用功总小于总功，故机械效率总小于1；机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关3、滑轮组机械效率的计算：（物体匀速运动）当滑轮组竖放使用时，克服物体重力做有用功，所以有用功是W有 用=Gh ,总功W总=Fs ,额外功W额=W总-W；g=Fs -Gh ,机械效率7 7 =%用%x l O O%=Gh77x l O O%（任何情况下都适用）如果不计绳重和摩擦，额外功W额=G动h ,机械效率7 7 =X 1 0 0%=X 1 0 0%Gh+G动 h-x l O O%（不考虑绳子和摩擦的情况下适用）。

G +G动当滑轮组横放使用时,克服摩擦力做有用功，所以有用功是W有 用 二f s物，总功W总 二Fs绳，额外功W额=亚总-W；g=Fs绳-f h ,机械效率 =%x i o o%=x i o o%,此时与物体重力无关，绳端移动的唯 网 绳距离与物体运动的距离的关系为s 4=n s物注意：（1）当用竖放滑轮组提水中物体时，克服的不再是物体的重力，而是G-F多,在计算机械效率时，只有 将G换 成G-F浮即可2)由于物体和绳端同时运动，将 s=nh或s v=ns粉两边同时除以时间t,所以得 v纯 二nv扬尤其在计算拉力的功率选用P=Fv计算时，一定要用v绳，不要用v.二、中考题型分析在中考试卷中，侧重滑轮组机械效率的计算，有时结合浮力、功率一起考查，综合性强中考中，主要以计算形式考查近年来，分值在4 分一6 分左右常考知识点一：滑轮的机械效率计算(竖 拉)典 例 L质量为60kg的工人站在水平地面上，利用滑轮组竖直向下拉动绳子自由端，将重为800N的物体A以0.2m/s的速度匀速上升1m,此时该滑轮组的机械效率为80%(g取10N/kg)求：(1)有用功W有；(2)人拉绳子的力F;(3)人拉绳子做功的功率。

典 例 2.2022年4月，一头质量为180kg的海豚在昌江棋子湾受伤搁浅，被救援人员送至科研基地治疗，救援过程中，利用如图所示的滑轮组，在40s时间内，救援人员用500N的拉力F拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向匀速提升2mg取10N/kg，问，此过程中：(1)滑轮组对海豚做的有用功有多大？(2)拉力F做功的功率有多大？(3)滑轮组的机械效率有多大？常考知识点二：滑轮的机械效率计算(平 拉)典 例 3.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时 间，将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍求：(1)拉力F在30s内所做的功2)拉力F做功的功率3)整个装置的机械效率典例4.如图所示的滑轮组，用F=100N的力水平拉绳子自由端，把物体A在10s内向左水平匀速运动1m,求：(1)这个过程中拉力F所做功的功率多少？/77777777777777777777777777777777777777777,(2)若该滑轮组的机械效率是75%.则物体受到地面的摩擦力是多少？常考知识点三：滑轮的机械效率计算(提高效率)典 例 5.工人师傅用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，货物重100N,滑轮组的效率为50%,不考虑绳重和摩擦。

1)动滑轮重为多少？(2)当某次运送400N货物时，绳子的拉力F是多少？(3)此人利用此装置分别匀速提升重物和G2,机械效率分别为75%和80%,求Gi与G2的比值典 例 6.某工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计g=10N/kg)(1)若工人在Imin内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为200N,求拉力的功率(2)求动滑轮受到的重力(3)若该工人体重为600N且最大能举起800N的货物，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？常考知识点四：滑轮的机械效率计算(组 合)典 例 7.配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3 x 105Pa,将配重M用绳系杠杆的B端,在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N,动滑轮重90N,杠杆AB的支点为0A:0B=5:3,由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升 时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1 xlO5Pa.(杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计,g=10N/kg)求：(1)滑轮组的机械效率；(2)滑轮组对A端的拉力；(3)B端对M的拉力；(4)配重M的质量；(5)为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力。

跟踪训练8.如图，工人用动滑轮提升重为800N的物体，所用拉力为F,物体以0.2m/s的速度匀速上升，此时动滑轮的机械效率为80%,不计绳重和摩擦求：(1)物体在10s内上升的高度2)工人对绳端的拉力3)当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的拉力9.如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用300N的拉力竖直向下拉动绳子，将重为540N的物体A在20s内匀速上升了4m,若不计绳重和摩擦关于该过程，求：(1)滑轮组对物体A做的有用功；(2)工人拉力做的总功；(3)滑轮组的机械效率；(4)拉力做功的功率；(5)若要提起740N的物体，机械效率为多少？此时支架受到滑轮组拉力？10.如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处,用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为62.5N不计绳重和滑轮重)求：(1)甲工人做的功；(2)该滑轮组的机械效率11.利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以lm/s的速度匀速直线运动20s,整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。

求:(1)货物A在20s内移动的距离；(2)这个过程中拉力F的功率;(3)水平地面对货物A的摩擦力大小/7777777777777777777777T777777T12.一辆重2 x 104N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s求：(1)拉力F做的功；(2)拉力F做功的功率；(3)若动滑轮的机械效率为80%,求汽车所受的阻力13.体重为500N的工人师傅用如图所示滑轮组提升建筑材料，在400N的拉作用 下，使重为700N建筑材料匀速直上升了2m不计绳重和摩擦，绳子承受拉足够求：(1)该过程中拉力做的功W拉2)此过程滑轮组的机械效率7该工人利用此滑轮组能提起物体的最大重力G物 最 大X/514.在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设计了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用250N的拉力在10s内将420N的材料提升了 10m，(不计绳重和摩擦，g=10N/kg)o求：(1)拉力的功率是多少？(2)提升420N材料时，此滑轮组的机械效率是多少?(3)若绳子能承受的最大拉力为400N时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？15.如图甲所示，质量为40kg的小荣同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接触面积为0.04m2,现改变G物，计算并绘出机械效率口与G物的关系图像如图乙所示，不计绳重和摩擦，求:动滑轮的重力G动；(2)当G物=120N时，若此时人在10s内将物体提升了2m,则此时拉力的功率；(3)若人站的位置能承受的最大压强为12500Pa,则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率。

16.如图甲用一辆汽车打捞深井中的物体汽车始终以2m/s的速度沿水平路面向右匀速直线运动，直到刚好把物体完全打捞出井口汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象如图乙所示，t=0s时绳子刚好拉紧(忽略物体出水时对井中水面高度的影响，不计水的阻力、绳重和滑轮轴处摩擦)已知汽车受到地面的摩擦阻力为1000N,动滑轮重为1000N,g取10N/kg求：(D 物体的重力；(2)从提出水面到刚好到井口的过程中，利用滑轮组提升物体所做的有用功；(3)在前10s提升物体的过程中,滑轮组的机械效率17.为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色如图所示，质量为65kg工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为0；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组OA:OB=1:2,每个沙袋重300N,每个滑轮重24N木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg)(1)若A点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为376N的花架匀速提升5m。

求：人对地面的压力滑轮组的机械效率滑轮组对绳AC的拉力1.【答案】(l)800J;(2)500N;(3)200W【解析】解：(1)有用功讥 福=Gh=800N x lm=800Jw有 用(2)根 据 n=刀厂x loo%可得人拉绳子做的总功总n人拉绳子的距离s=nh=2 x lm=2m人拉绳子的力(3)物体A以0.2m/s的速度匀速上升lm,由此可知人拉绳子的时间h 1mt =?=o=5 s人拉绳子做功的功率Ww总 1000JP=200Wt 5s答：(1)有用功W有为800J;(2)人拉绳子的力F为500N;(3)人拉绳子做功的功率为200W2.【答案】解：(1)滑轮组对海豚做的有用功W有用=Gh=mgh=180kg x 10N/kg X 2m=3600J；(2)从图中可知n=4，绳子自由端移动的距离s=nh=4 x 2m=8m,拉力F做功的总功川总=Fs=500N x 8m=4000J(w拉力F做功的功率p=3=幽=100W；t 40sW(3)滑轮组的机械效率n=$X 100%=瑞x 100%=90%答：(1)滑轮组对海豚做的有用功为3600J;(2)拉力F做功的功率为1 0 0 W ；(3)滑轮组的机械效率为9 0%。

解析】(1)根据卬有用=Gh =m g h 得出滑轮组对海豚做的有用功；(2)从图中可知n =4,根据s =n h 得出绳子自由端移动的距离，根据川总=Fs 得出拉力F做功的总功，根据Wp=3 得出拉力F做功的功率；tw 有 用(3)根据n =号得出滑轮组的机械效率总本题考查有关滑轮组的功、功率和机械效率的计算，是一道综合题3.【答案】解：(1)由旷=:可得故障车被拖离的距离：Sj=V-t =5m/s x 3 0 s =1 50 m车 车，由图可知，滑轮组绳子的有效股数n =3 ,拉力端移动的距离：s =n s&=3 x 1 50 m =450 m物 ，拉力做的总功：=Fs =50 0 N x 450 m =2.2 5 X 1 05J .总 ，(2)拉力F做功的功率：w p =2.25X10 J=750 0 W ；t 30s(3)地面对故障车的摩擦力：f =0.0 8G=0.0 8m g =0.0 8 x 1.5 X 1 03k g x l O N/k g =1 2 0。