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1、,第 17 课时 简单机械滑轮、斜面,物理 | 第一部分考点过关,简单机械,滑轮,机械效率,斜面,定义：周边有槽，可以绕中心轴转动的轮子,类型,定滑轮,动滑轮,滑轮组,等臂,省力,省一半的力,改变动力的方向,省力,改变动力的方向,有用功,总功,W有用,W总,不省功,减轻机械自重,减小运转时的摩擦,适当增加物重,1.几种常见简单机械的功和机械效率计算式：,W有用=Gh,W有用=fs物,W有用=Gh,W额外=G动h,W额外=W总-W有用 (或W额外=Fs绳-fs物),W额外=fL,(续表),W总=Fs,W总=Fs绳,W总=FL,2.区别功率和效率,1.2011杭州 小李的质量为50 kg，可以举起
2、80 kg的杠铃；小胖的质量为70 kg，可以举起60 kg的杠铃.他们两人通过如图W17-1所示的装置来比赛，双方都竭尽全力，看谁能把对方拉起来.比赛结果应是() A.小李把小胖拉起 B.小胖把小李拉起 C.两个都拉不起 D.两个都拉起,B,图W17-1,2.2011杭州 如图W17-2所示，小王用两个相同的滑轮组(摩擦不计)，分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1G2，则所用的拉力F1_ (选填“”“”“”或“=”)2.,图W17-2,3.2019舟山为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图W17-3所示的滑轮组.若不计摩擦，下列有关分析正确的是() A.两
3、个滑轮在装置中起的作用相同 B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C.沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D.将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等,图W17-3,答案 C 解析由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故A错误；该滑轮组中n=2，则拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故B错误；绳子最后绕过的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，沿方向1与2匀速拉动配重，动力臂都等于定滑轮的半径，所以两次的拉力大小相等，故C正确；直接提升配重做的功是有用功，若不计摩擦，用该装置将配重提升相同高度时还要对
4、动滑轮做功，即用该装置所做的功(总功)大于直接提升配重做的功(有用功)，故D错误.,4.2019绍兴如图W17-4是上肢力量健身器材示意图.杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为120 N.重为500 N的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85 N.在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60 N.已知F1:F2=2:3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计.下列说法正确的是(),图W17-4,A.配重对地面的压力为50 N时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为160 N B.配重对地
5、面的压力为90 N时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为120 N C.健身者在B点施加400 N竖直向下的拉力时，配重对地面的压力为35 N D.配重刚好被匀速拉起时，健身者在B点施加竖直向下的拉力为540 N,图W17-4,答案 C 解析当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为F=G-FN， 由图可知，杠杆A点受到的拉力FA=2F+G动=2(G-FN)+G动， 根据杠杆的平衡条件得，FAOA=FBOB， 即2(G-FN)+G动OA=FBOB， 由AB=3BO可得AO=2BO，则有2(G-FN)+G动 2OB=FBOB， 整理得，FB=4(G-FN)+2G动.当压力为85 N时，F
6、1=4(120 N-85 N)+2G动； 当压力为60 N时，F2=4(120 N-60 N)+2G动；由题知，F1:F2=2:3， 则4(120 N-85 N)+2G动:4(120 N-60 N)+2G动=2:3， 解得动滑轮重G动=30 N.,当配重对地面的压力为50 N时，健身者对B点向下的拉力为 FB1=4(120 N-50 N)+230 N=340 N，故A错误； 当配重对地面的压力为90 N时，健身者对B点向下的拉力为 FB2=4(120 N-90 N)+230 N=180 N，故B错误； 健身者在B点施加400 N竖直向下的拉力时， 根据FB=4(G-FN)+2G动可得到400
7、N=4(120 N-FN3)+230 N， 解得配重对地面的压力FN3=35 N，故C正确； 配重刚好被拉起，即它对地面的压力为0，健身者在B点向下的拉力FB4=4(G-FN4)+2G动=4(120 N-0 N)+230 N=540 N500 N，因为人的最大拉力等于体重500 N，因此配重不可能被匀速拉起，故D错误.,例2019下城一模如图W17-5所示，用10 N的力F竖直向上拉动滑轮，物体A以0.2 m/s的速度匀速上升2 m，滑轮的效率为80%，下列说法正确的是() A.拉力做的有用功为8 J B.拉力F的功率为4 W C.A的重力为5 N D.滑轮重力为4 N,重点滑轮组机械效率的计
8、算,图W17-5,A,【名师点睛】滑轮组机械效率的计算计算滑轮组的机械效率时，先要分析克服什么力所做的功是有用功，例题中目的是提升物体A，所以克服物体A的重力所做的功为有用功， 其次一定要对滑轮使用过程中的不同情况有一个清楚的认识，此题是属于费力的动滑轮，那它就是省距离、省速度的动滑轮.,【变式】2018下城一模如图W17-6所示，用 10N 的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以 0.2 m/s的速度在水平面上匀速运动.弹簧测力计的示数恒为2 N(不计滑轮、弹簧测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑).下列说法正确的是 () A.物体A受到地面的摩擦力是 2 N B.物体A受到B的摩擦力是 2 N
9、 C.滑轮移动的速度是 0.4 m/s D.拉力F做功功率为 2 W,图W17-6,B,1.如图W17-7所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙.若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是() A.F甲F乙、P甲P乙 C.F甲F乙、P甲=P乙 D.F甲F乙、P甲P乙,C,图W17-7,2.2019福建工人用如图W17-8所示的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物G滑轮=91，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为() A.10%B.45%C.80%D.9
10、0%,D,图W17-8,3.如图W17-9所示的甲、乙两个滑轮组中，所有滑轮的质量都相同，在拉力FA和FB的作用下，重物A、B分别以相同的速度匀速上升.已知FAFB=32，不计绳重和摩擦.则下列说法正确的是() A.两重物A、B所受的重力相等 B.在相同的时间内，拉力所做的额外功不相同 C.拉力FA和FB做功的功率之比为32 D.甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率,A,图W17-9,4.2019包头如图W17-10所示，拉力F为5 N，物体A以0.1 m/s的速度在物体B表面上向左做匀速直线运动(B表面足够长)；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4 N的摩擦力，弹簧测力计示数为12 N
11、.下列说法正确的是() A.物体A受到的摩擦力为10 N B.拉力F的功率为1.5 W C.滑轮组的机械效率为80% D.拉力F增大到15 N时，物体B开始向左运动,图W17-10,答案 C 解析物体B处于静止状态，受平衡力作用，对物体B进行受力分析，水平方向受水平向右12 N的拉力、地面水平向左4 N的摩擦力，以及物体A对其水平向左的摩擦力，故受到物体A的水平向左8 N的摩擦力，则物体A受到物体B水平向右8 N的摩擦力，A错误.由题图知，滑轮组的绳子股数为2，则拉力端的速度为v绳=2vA=20.1 m/s=0.2 m/s，拉力F的功率为P=Fv绳=5 N0.2 m/s=1 W，B错误.,5.
12、如图W17-11所示，斜面长6 m、高3 m，用沿斜面向上、大小为100 N的拉力F使物体在5 s内沿斜面移动了2 m，下列说法正确的是() A.滑轮组的机械效率是40% B.物体重300 N C.拉力F做的功是600 J D.拉力F的功率是40 W,C,图W17-11,6.如图W17-12所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在船上或岸上的人用200 N的力拉绳子的自由端.如果图中甲船在20 s内向右匀速移动了10 m，同时乙船向左移动了5 m，那么图中人拉绳子的功率分别为W与W. 图W17-12,答案 300200,7.2019龙东如图W17-13所示，小聪
13、用滑轮组拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它匀速前进2 m，地面对它的摩擦力为150 N，小聪施加的拉力F=100 N(忽略绳重和滑轮重)，则滑轮组做的有用功为J，滑轮组的机械效率为.,图W17-13,300,75%,8.2019淄博在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义.提高机械效率，要从探究影响机械效率的因素出发，寻求办法. (1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用如图W17-14甲、乙所示装置进行实验，并把数据记录在下表中.,图W17-14,比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码，机械效率越高. 比较3和4两次实验发现：滑轮组的
14、机械效率还与有关. 比较两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关. 第5次实验是利用图的装置完成的，判断依据是 . 利用图甲的装置，把重6 N的物体用2.5 N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为.可见如果没有刻度尺，只有弹簧测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率.,越重,滑轮的材质,2和3,乙,图乙是定滑轮，不省力也不省距离,80%,8.2019淄博在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义.提高机械效率，要从探究影响机械效率的因素出发，寻求办法. (2)小明利用图丙装置实验时发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关.保持斜面倾斜程度不变，可以采
15、用的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率.,减小斜面的粗糙程度,图W17-14,8.2019淄博在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义.提高机械效率，要从探究影响机械效率的因素出发，寻求办法. (3)实验表明：额外功越小，有用功越接近总功；进一步推理得出：假如没有额外功，有用功等于总功；可见使用任何机械都.下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是. A.焦耳定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.欧姆定律,不省功,图W17-14,B,9.2019随州物理实验兴趣小组间开展竞赛活动，甲组出题乙组用实验的方法解答.甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽(如图W17-15所示)，乙组同学通过
16、测量；滑轮组下方所挂重物重力为G，重物被匀速提升的高度为H，乙组同学施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F，该自由端移动的距离为h；通过3组实验(数据见下表)，乙组同学探究出“布帘背后的秘密”.,图W17-15,假设你是乙组成员，请判断：动滑轮实际被使用的个数是(选填“一个”或“两个”)；滑轮组中所有动滑轮(包括动滑轮间的连接物)总重力约为(选填“1 N”“2 N”或“3 N”)；当提升重物重力为G=4.0 N时，该滑轮组的机械效率最接近(选填“80%”“33%”或“25%”)；乙组同学发现实验数据不像“理想模型”那样完美，请你提出一条产生误差的原因： .,一个,1 N,80%,存在摩擦力(合理即可),10.2019深圳如图W17-16所示，斜面长s=8 m、高h=3 m.用平行于斜面 F=50 N 的拉力，将重力为G=100 N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t =10 s.求： (1)有用功W有用. (2)拉力做功的功率P. (3)物体受到的摩擦力 f. (4)该斜面的机械效率.,图W17-16,
