1、1 数据链接 真题试做2 数据聚集 考点梳理a3 数据剖析 题型突破第18讲 机械效率 目 录 4 数据透视 实验剖析数据链接 真题试做 命题点 滑轮组的机械效率问题 命题点 斜面的机械效率问题 1 2 滑轮组的机械效率问题 命题点1 1.（2021 河北，37）图甲是一辆起重车的图片,起重车的质量为 9.6 t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3 m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为 1 200 kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力 F 为 5 000 N，货物上升过程中的 s-t 图象如图丙所示。(不考虑绳重,g取10 N/kg)求:返回子目
2、录 数据链接 真题试做 1 第11讲 固体压强真题试做（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强。返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 解：提升货物过程中起重车的总重力为G总=G车+G物=(m车+m物)g=(9.6103kg+1.2103 kg)10 N/kg=1.08105N。提升重物时,受力面积为S车=4S轮=40.3 m2=1.2 m2,提升货物过程中起重车对水平地面的压强p车=车车=总车=.=9104 Pa。（2）拉力 F 的功率。返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 解：物体的速度为v物=.=0.25 m/s,绳子的速度为v绳=3v物=30.25 m/s=0.75 m/s,拉力F
3、的功率P=Fv绳=5 000 N0.75 m/s=3 750 W。（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。解：提升货物过程中滑轮组的机械效率=物=.=80。2.（2019 河北，21）（多选）如图所示,重力为G的物体在拉力F的作用下,以速度v匀速运动了s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的，不计绳重、轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（）A.使用该滑轮组一定省力B.拉力的功率为2FvC.额外功为(2nF-G)sD.滑轮组的机械效率为返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 BC 3.（2018 河北，25）一台起重机在10 s内将重力为3 600 N的货物匀速提高了4 m，起重机做的有
4、用功是 J。若起重机做的额外功是9 600 J，则机械效率是 ，起重机的总功率是 W。返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 1.44104602 400 4.（2017 河北，21）（多选）用五个相同质量的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳子自由端分别用力将重力为G的物体匀速提升,乙滑轮组的效率为乙,不计摩擦、绳和木板的重,下列说法正确的是（）A.两个滑轮组的机械效率可能相等B.F1一定大于F2C.每个滑轮重为(乙)乙D.甲、乙将重物提升相同的高度,F1与F2的功率可能相等返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 BCD 5.（2015 河北,21）（多选）用四只完全相同的滑轮和两
5、根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力,将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是（）A.F1大于F2B.F1和F2做的功一定相等C.甲、乙的机械效率不相等D.绳子自由端移动的距离不相等,物体运动的时间可能相等返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 ABD 6.（2013 河北，37）如图所示,重力为1 140 N 的物体，它与水平地面的接触面积为1.5103 cm2。工人师傅用 600 N 的力匀速提升物体，物体的速度为 0.2 m/s。(不计摩擦及绳重)求:（1）工人师傅拉绳的功率。返回子目录 解：拉力的功率为P拉=总=F
6、v绳=600 N20.2 m/s=240 W。（2）滑轮组的机械效率。解：滑轮组的机械效率为=有总100=绳100=100=100=100 =95。返回子目录（3）重力为450 N的小明用此滑轮组提升物体,但物体没有被拉动,物体对地面的最小压强。解：由于忽略摩擦及绳重，2F=G+G动，动滑轮重为G动=2F-G=2600 N-1 140 N=60N，绳端最大拉力等于人的重力，则物体对滑轮组的拉力为F拉=2G人-G动，滑轮组提升物体的拉力为F拉=G-F支，物体受到的支持力为F支=G+G动-2G人=1 140 N+60 N-2450 N=300 N，物体对地面的最小压强为p=压=支=.=2103 P
7、a。7.（2012 河北，37）如图甲所示，重为16 N的物体 A 在拉力 F 的作用下，5 s内匀速运动了0.5 m。拉力 F 做的功随时间变化的图象如图乙所示。已知动滑轮重0.5 N，物体 A 在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力 f 为物重 G 的 0.25 倍。求:返回子目录（1）拉力 F 的功率。返回子目录 第11讲 固体压强真题试做 解：由 图 象 知，拉 力 做 的 功 W=2.5J 时，所 用 的 时 间 是 5s所以拉力的功率为 P=Wt=2.5J5s=0.5W。（2）拉力 F 的大小。解：绳子拉下的长度为 S=2h=20.5m=1m，作用在绳子上的拉力为 F=WS=2.5J1m
8、=2.5N。返回子目录（3）克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例。解：拉动物体做的有用功为W有用=fS1=0.58N0.5m=2J，拉力做的总功为W总=FS2=2.5N1m=2.5J，额外功为 W额=W总-W有用=2.5J-2J=0.5J，对动滑轮做的功为W动=G动h=0.5N0.5m=0.25J，克服绳重及摩擦所做的额外功为W=W额-W动=0.5J-0.25J=0.25J，克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为 W W总=0.25J2.5J=110。8.（2011 河北，33）下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。返回子目录 次序动滑轮重G动/N物重G/N钩码上升高度h/m动力F
9、/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率/10.510.10.70.347.620.520.11.10.360.630.540.120.3返回子目录（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。（2）表格中的数据应为。66.7 返回子目录（3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度,提升的物重增加时,除克服动滑轮重所做的额外功外,其他额外功将_（选填“变大”“变小”或“不变”）。进一步分析可知,在动滑轮和绳重一定的情况下,该滑轮组的机械效率与_和_有关。（4）第一次实验中,钩码上升0.1 m所用的时间为1.5 s,则动力的功率为_ W。变大物重摩擦力0.14 斜面的机械效率问题 命题点29.（20
10、16 河北，37）如图所示的是某建筑工地用电动机、定滑轮和斜面组成的装置，将重力为1 600 N的建材由斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面倾角为30，斜面高为4.5 m，建材移动的速度为0.4 m/s，电动机的输出功率为400 W，斜面的效率与整个装置的效率之比12=109。(忽略定滑轮处摩擦及绳重)求:（1）对建材做的有用功。返回子目录 解：对建材做的有用功为W有=Gh=1 600 N4.5 m=7 200 J。（2）斜面的效率。返回子目录 解：由数学知识可知斜面长为 9 m。因为使用的是定滑轮，忽略定滑轮处摩擦及绳重，由P=Fv可知，拉力F=./=1 000 N，拉力做的总功为W总=Fs=1
11、000 N9 m=9 000 J，斜面的效率为1=有总100=100=80 。解：因为斜面的效率与整个装置的效率之比12=109，1=80,则2=1=80=72，电动机消耗的电能为W电=有=%=10 000 J。（3）电动机消耗的电能。数据聚集 考点梳理 考点 3 机械效率 机械效率 考点返回子目录 三 种 功 有用功 我们需要的，必须要做的功叫做有用功,用W有表示 额外功 我们在做有用功的同时,我们还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叫做总功，用W总表示。W总=W有+W额数据聚集 考点梳理 2 续表 返回子目录 机械效率 定义 物理学中，将 跟 的比值叫做机械效率，用
12、_ 表示 表达式 说明 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 =有总100 小于1有用功 总功 续表 返回子目录 测量滑轮组的机械效率 原理 过程=有总100 沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高,测出钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s竖直 匀速 续表 返回子目录 测量滑轮组的机械效率 结论 同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越 ;提升相同重物,滑轮组越多，机械效率越 ，但越 力提高滑轮组机 械效率的方法 动滑轮的重;加润滑油,减小 ；_ 物重 高 低 省 减小 摩擦 增加 数据剖析 题型突破 题型 一 滑轮及滑轮组的机械效率 题型
13、二 斜面的机械效率 滑轮及滑轮组的机械效率（5年考4次）题型一知识解读:=有总100=100 =100 。若忽略摩擦、绳重，则=有总100 =+动100 =+动100 。返回子目录 数据剖析 题型突破 3 返回子目录 命题方向:计算滑轮组机械效率。方法总结:此类题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算,根据题图确定n的大小(直接从动滑轮上引出的绳子股数)是本题的突破口,灵活选用公式计算是解题的关键。1.（2021 重庆B卷）如图所示,老师在课堂上用自制的清轮组提升重物，将质量为36 kg的重物在5 s内匀速提升1 m。他对绳的拉力产为 200 N，不计绳重和摩擦，下列判断正确的是
14、()A.动滑轮的重力为20 NB.拉力所做的功为200 JC.拉力做功的功率为40 WD.滑轮组的机械效率为90返回子目录 D2.（2021 石家庄模拟）（多选）如图所示,分别用甲、乙两个滑轮组（大滑轮的重力G大为小滑轮重力G小的2倍），在相同时间内把两个相同重物 G 匀速提升相同高度，两滑轮组的绳端拉力分别为F1、F2，绳重及摩擦忽略不计。下列说法正确的是（）A.绳端拉力F1和F2做的功相等B.若物体重力G=4G小,则绳端拉力F1F2C.甲、乙滑轮组提升物体所做的额外功之比为32D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率高返回子目录 BD3.(2021 保定竞秀区模拟）（多选）如图所示，重为
15、GA的物体 A在拉力F的作用下，以速度v 匀速升高了h，所用时间为t。物体B重为GB,且GBGA，再用力以速度v 匀速提升 B 升高h，若不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（）A.使用该滑轮组不能改变力的方向B.拉力的功率一定减小了C.拉力减小了（GA-GB）D.提升B时,滑轮组的机械效率为+返回子目录 ABCD4.（2021 石家庄四十三中）（多选）甲、乙两个滑轮组如图，其中的每一个滑轮的质量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法中错误的是（）A.若G1=G2,拉力做的有用功相同B.若G1=G2,拉力做的总功相同C.若G1=G2,甲的机械效率大于乙
16、的机械效率D.用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变返回子目录 BD5.（2021 石家庄新华区）用如图所示的装置提升深井底部的物体。电动机拉绳端做功的功率保持一定，绳子能承受的最大拉力是1 600 N。当提起重50 kg的物品时，10 s能上升到井口，当提起重90 kg的物体时，15 s能上升到井口。深井水平底面上剩余的物品共500 kg，它们和底面接触面积为2 m2。不计滑轮组的绳重和摩擦（g取10 N/kg）。求:（1）剩余的500 kg物品对深井底面的压强。返回子目录 解：剩余的500 kg物品对深井底面的压力F1=G1=m1g=500 kg10 N/kg=5 000
17、 N，剩余的500 kg物品对深井底面的压强p=2 500 Pa。返回子目录（2）动滑轮的重力。解：当提起重m2=50 kg和m3=90 kg的物体时，两物体的重力分别为G2=m2g=50kg10 N/kg=500 N，G3=m3g=90 kg10 N/kg=900 N，由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，不计滑轮组的绳重和摩擦，两次滑轮组绳子的拉力分别为F2=（G2+G动）=（500 N+G动），F3=(G3+G动)=(900 N+G动)，则=+动+动，因电动机拉绳端做功的功率保持一定，且物体上升的高度h相同，由s=nh可知绳子自由端移动的距离也相同，所以，由P=可得=，即+动+动=，解得
18、G动=300 N。返回子目录（3）使用此装置提升剩余的物品时,滑轮组的效率最高能达到多少?解：由题意可知，绳子能承受的最大拉力F大=1 600 N，则滑轮组提升物体的最大重力G大=nF大-G动=31 600 N-300 N=4 500 N，由=有总100=(+动)100=+动100=+动100可知，当提升物体的重力越大时，滑轮组的机械效率越大，则大=+动100=+100 =93.75。斜面的机械效率（5年考2次）题型二知识解读:=有总100=100。命题方向:利用斜面机械效率计算有关斜面的一些物理量,如斜面对物体的摩擦力等。方法总结:解决斜面的机械效率问题,知道使用斜面克服摩擦做的功为额外功是
19、关键,根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功,即总功;再根据W=Gh求出有用功;然后根据机械效率的计算公式即可求出斜面的机械效率。返回子目录 1.（2021 江苏泰州）如图所示，小明将一个重 3 N 的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为1.25 N，小车沿斜面移动的距离 s=1.6 m，上升的高度h=0.6 m。则小明对小车做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。返回子目录 1.8902.（2020 湖南衡阳）（多选）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为 240 kg的重物搬到 2 m 高的车上。为了省力采
20、用 5 m 的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用 1 200 N的力用了5 min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（）A.他对重物做了 4 800 J的功B.他做功的功率为 16 WC.此次简易斜面装置的机械效率为 50 D.斜面是一种省力杠杆返回子目录 AD3.（2021 张家口二模）（多选）如图所示，已知斜面长5 m，高3 m，绳端拉力为50 N。利用这个滑轮装置将重 100 N 的物体在 5 s 内从斜面的底端匀速拉到顶端，不计滑轮的轴摩擦和绳重，在此过程中（）A.绳端移动的速度是 1 m/sB.拉力做的功是 500 JC.物体在斜面上受到的摩擦力为 40 ND
21、.该拉动过程的机械效率为 60 返回子目录 BD4.（2021 河北模拟）（多选）工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15 s。已知车厢高1.5 m，木板长3 m，货物质量为60 kg，沿斜面所用的拉力为400 N，g=10 N/kg，则下列说法正确的是（）A.工人做的总功为 900 JB.工人做的额外功为 300 JC.工人做功的功率为 60 WD.此斜面的机械效率为 75返回子目录 BD5.（2021 四川成都）（多选）工人用如图所示装置把重 1 000 N 的物体，从斜面底部匀速拉到 2 m 高的平台上（斜面与水平地面的夹
22、角为30），用时20 s。工人对绳子的拉力为 400 N，动滑轮重20 N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（）A.绳子对物体的拉力为 780 NB.绳子对物体做的功为 4 000 JC.工人做功的功率为 100 WD.整个装置的机械效率为 62.5返回子目录 AD数据透视 实验剖析 实验 测量滑轮组的机械效率 测量滑轮组的机械效率 实验【命题方向】1.实验原理：=有总100。2.测量器材：弹簧测力计、刻度尺。其他器材：滑轮、细线、钩码、铁架台等。返回子目录 数据透视 实验剖析 4 3.实验中应测量的物理量有：物重G、重物上升的高度h、绳端拉力F、绳子自由端移动的距离s。4.弹
23、簧测力计的拉动方式：匀速竖直向上运动。5.实验中分别记下钩码和测力计的起始位置，目的是便于测量钩码和测力计移动的距离。6.绳子自由端移动的距离 s 与物体上升高度 h 的关系:s=nh。7.控制变量法的应用：（1）同一滑轮组吊起数量不同的钩码，探究 与 G物 的关系。（2）用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码，探究 与 G动 的关系。返回子目录 8.影响滑轮组机械效率的因素：绳重和摩擦、动滑轮重、提起的物重。9.实验数据的分析及处理。10.实验中滑轮组克服物重所做的有用功为W有=Gh，绳子自由端拉力所做的总功为W总=Fs。11.机械效率的计算：(1)已知物重和拉力：=有总100=100。
24、(2)已知物重和动滑轮重(不计绳重和摩擦)：=有总100=物物+动100。返回子目录【典型示例】1.（2021 唐山开平区一模）某实验小组用图中实验装置探究“影响滑轮组机械效率的因素”，实验中每个钩码重 2 N，g=10 N/kg，实验测得的数据如下表所示:返回子目录 次数 动滑轮质量m/kg钩码总重G/N钩码上升高度h/m弹簧测力计示数F/N弹簧测力计移动距离s/m机械效 率10.240.12.00.320.260.12.70.37430.440.11.60.55040.440.21.61.05050.540.13.00.344（1）在实验中，测量绳子自由端拉力 F 时，应尽量竖直向上 拉动
25、弹簧测力计。（2）第一次实验测得的机械效率为 （保留整数），第4次实验是用_ （选填“”“”或“”）图做的。（3）分析比较“1、2”次实验数据、“1、5”次实验数据、“3、4”次实验数据，得到的结论是 。匀速返回子目录 67被提升的重物越重，动滑轮越轻，机械效率越高，机械效率与重物被提升的高度无关（4）根据第三次实验数据判断,本次实验中是否存在摩擦力?（选填“是”或“否”）。【拓展】在测量某个摩擦较大的滑轮组机械效率时,小明说,在用弹簧测力计测绳子自由端拉力大小时边拉动弹簧测力计边读数不容易观察,他提出的建议是让弹簧测力计拉 着 绳 子 自 由 端 不 动,这 样 读 数 就 容 易 了。请
26、你 对 小 明 说 法 的 科 学 性 做 出 评价:。否返回子目录 让弹簧测力计拉着绳子自由端不动，这样不科学，因为静止时摩擦力对实验的影响不能准确计量（因为静止时绳子自由端所受拉力不是唯一的值）2.（2021 张家口宣化区）如图为研究滑轮组机械效率的实验装置以及探究得到的实验数据如表所示。返回子目录 实验次数物重（N）物体上升的高度（m）拉力（N）绳子自由端移动的距离（m）机械效率（）120.11.10.360.6220.10.80.5340.11.30.561.5（1）请表格中第二次实验时的机械效率为。（2）比较第1、2 次实验数据得出：用不同的滑轮组提升相同的物体，动滑轮越重，其机械效
27、率越 （选填“高”或“低”）。（3）已知动滑轮的重力为0.5N,将实验中克服动滑轮重力所做的功记为W动，并定义W=W总-W有-W动，比较第 次实验数据可知：用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，W （选填“变大”“变小”或“不变”）。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与_有关。50返回子目录 低2、3变大物重和摩擦力【拓展】小明在测量图 A 所示滑轮组机械效率的实验中,通过改变物重G 或动滑轮重G动进行多次实验,得到了如图 B 所示的效率与物重或动滑轮重的关系,图B中纵轴表示机械效率的倒数-1,若不计绳重与摩擦,则横轴可能表示 。A.G动 B.G C.G-1 D.动AC返回子目录
