八年级物理滑轮和机械效率讲义及答案.docx
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八年级物理滑轮和机械效率讲义及答案
滑轮和机械效率（讲义）
一、
知识点睛
1.定滑轮：
（1）定义：
使用滑轮时，滑轮的轴_________的叫做定滑轮。
（2）实质：
定滑轮是____________。
（3）特点：
①使用定滑轮能______________。
②绳子自由端的移动距离sF，重物移动的距离sG，则sF=sG。
③绳子自由端的移动速度vF，重物移动的速度vG，则vF=vG。
④对理想的定滑轮（不计摩擦）F____G；
2.动滑轮：
（1）定义：
滑轮的轴___________，这样的滑轮叫做动滑轮；
（2）
实质：
动滑轮是____________。
（3）特点：
①使用动滑轮能___________。
②绳子自由端的移动距离sF,重物移动的距离sG，则sF=_____sG。
③绳子自由端的移动速度vF，重物移动的速度vG，则vF=_____vG。
④理想的动滑轮（不计摩擦和动滑轮重力）：
F=____G：
只忽略摩擦，则拉力
；
3.滑轮组
（1）定义：
人们把定滑轮和动滑轮组在一起，构成滑轮组。
（2）特点：
①使用滑轮组可以_____，也可改变________。
②重物通过动滑轮由n段绳子作用。
③绳子自由端的移动距离sF，重物移动的距离sG，则sF=_____sG。
④绳子自由端的移动速度vF，重物移动的速度vG，则vF=_____vG。
⑤理想的滑轮组（不计摩擦和动滑轮的重力），则拉力
。
只忽略摩擦，则拉力
。
4.有用功：
人们_____要做的功，叫做有用功，用___表示。
5.额外功：
对人们没用，又不得不做的功（通常是克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功），用____表示。
6.总功：
有用功和额外功之和是总共做的功，用______表示。
即____________。
7.机械效率：
（1）定义：
有用功跟总功的比值。
用字母___表示。
（2）公式：
_______________。
说明：
有用功____总功，所以机械效率总____1，通常用________表示。
（3）提高机械效率的方法：
减小机械自重、减小机件间的摩擦等方法。
二、精讲精练
【板块一】滑轮
1.如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3拉起钩码，实验表明下列说法正确的是（）
A．F1较大B.F2较大C.F3较大
D.三个力一样大
2.动滑轮实质上是______杠杆，如图所示，物体重400N，滑轮重10N（绳重、摩擦不计），若要匀速提升重物，则自由端匀速竖直向上的拉力F为______N。
3.
用如图所示的滑轮将重3N的物体匀速提升10cm，如果动滑轮的重为1N（不计摩擦和绳重），则下列说法正确的是（）
A．拉力F=2N
B．拉力F=1.5N
C．绳子向上移动的距离为10cm
D．绳子向上移动的距离为5cm
4.
用如图中拉力F，拉着物体，使物体上升了2m，物体重力为5N（滑轮重及滑轮绳子摩擦力不
计），则（）
A．F=5N，F移动了2m
B．F=10N，F移动了4m
C．F=10N，F移动了1m
D．F=5N，F移动了1m
5.在水平桌面上，放置一个重200N的物体，当匀速拉动物体时，物体在桌面处受到的摩擦力为80N，如图所示。
若忽略绳、滑轮的重力及绳与滑轮的摩擦，水平拉力F是N，物体受到的摩擦力的方向是。
【板块二】滑轮组
6.使用如图所示的装置来提升物体时，既能省力又能改变力的方向的装置是（）
A．
B．
C．
D．
7.如图所示，人对绳子的自由端拉力都是F，且物体处于静止状态，不计滑轮自身重力和摩擦，比较四个物体重力最大的是（）
A．
B．
C．
D．
8.
某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（）
A．A是动滑轮B,B是定滑轮
B．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升
C．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等
9.如图所示，在大小为50N的拉力F作用下，滑轮组将80N的重物匀速提升了lm，忽略绳重及摩擦阻力。
在此过程中
（）
A．绳子自由端下降的距离是2m
B．绳子自由端下降的距离是3m
C．动滑轮的重力为70N
D．将物体重力增加到160N，则拉力变为100N
10.请你在如图中画出用滑轮组提升重物的绕绳方法，要求最省力。
【板块三】机械效率
11.甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。
则（）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多
B．甲升降机的电动机做的额外功较多
C．
甲升降机的电动机做的总功较少
D．乙升降机的电动机做的总功较少
12.如图所示，物体重为l80N，所用拉力F=100N，方向竖直向上，将物体匀速提高1m，绳子自由端提高了_____m，则滑轮的机械效率为______。
13.起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？
（g=10N/kg）
14.
在斜面上拉一个重4.5N的物体到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m。
把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率。
滑轮和机械效率（作业）
1.关于如图中的两类滑轮甲和乙，下列说法正确的是（）
A．
甲能改变拉力的方向B．甲是等臂杠杆C．甲比乙省力D．甲比乙效率高
2.如图所示，滑轮A是滑轮，它的作用是，滑轮B是__滑轮，它的作用是。
整个装置叫，若G=200N，不计滑轮重、绳重和摩擦，则作用在绳子自由端的拉力F=N时可使重物G匀速上升。
3.
如图所示，三个滑轮下悬挂的重物的质量相等，若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，则F1，F2，F3的关系为（）
A．F1=F2=F3
B．F1＞F2＞F3
C．F2＞F3＞F1
D．
F3＞F1＞F2
4.如图所示，动滑轮重为80N，绳重和摩擦不计，人对绳子的拉力是260N，则物重是N；若重物上升的高度是0.2m，则绳子自由端下降m。
这一过程中，人做的有用功为______J，总功为_______J，滑轮的机械效率为______（结果保留一位小数）。
5.分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机械效率最高的是（）（不计绳重和摩擦）
A．定滑轮B．动滑轮C．滑轮组D．无法确定
6.
如图所示，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成。
用它们分别将同一重物G提高相同高度。
若不计绳重及摩擦，下列判断正确的是（）
A．拉力F1=F2
B．拉力做的总功相同
C．甲的机械效率较大
D．拉力做的额外功相同
滑轮（讲义）
一、知识点睛
1.
定滑轮：
1特点：
使用定滑轮可以改变用力方向，但是不省力；
2若绳子自由端的移动距离为sF，重物移动的距离为sG，则sF=_____sG；
3若绳子自由端的移动速度为vF，重物移动的速度为vG，则vF=_____vG；
4不计绳重及摩擦，则拉力F_____G物。
2.
动滑轮：
1特点：
使用动滑轮能省力，但是不能改变用力方向；
2若绳子自由端的移动距离为sF，重物移动的距离为sG，则sF=_____sG；
3若绳子自由端的移动速度为vF，重物移动的速度为vG，则vF=_____vG；
4不计摩擦和绳、动滑轮重：
则拉力F=_____G物；不计绳重和摩擦：
则F=____________。
3.
滑轮组
1特点：
使用滑轮组既能省力也能改变用力方向；
2若绳子自由端的移动距离为sF，重物移动的距离为sG，
则sF=sG；
3若绳子自由端的移动速度为vF，重物移动的速度为vG，
则vF=vG；
4不计摩擦和绳、滑轮重，则
；不计绳重和摩擦，则
。
4.滑轮的绳子绕法：
1给出承担动滑轮和重物的绳子段数：
____________；
2给出绳子自由端方向：
_______________；
3要求最省力：
_____________。
二、精讲精练
1.工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。
其中最省力的方案是（）
ABCD
2.如图所示，在竖直向上大小为10N的力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。
已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为（）
A．20N，0.4m/sB．20N，0.1m/s
C．5N，0.4m/sD．5N，0.1m/s
3.如图是甲乙（甲的质量大）两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。
使用时：
（1）乙固定不动，甲用力F1拉绳使货物G匀速上升。
（2）甲固定不动，乙用力F2拉绳使货物G匀速上升。
下列说法中正确的是（）
A．F1＜F2
B．F1=G
C．滑轮A、B、C都是定滑轮
D．滑轮A、C的作用相同
4.
如图所示，用F=50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中（）
A．拉力F做了150J的功B．拉力F做了300J的功
C．重力做了600J的功D．重力做了1200J的功
5.利用图中的滑轮组，工人师傅用500N的拉力，在100s内把800N的重物匀速提升10m。
（不计绳重和摩擦）
（1）在此过程中，拉力做功的功率；
（2）当用此滑轮组匀速提升1000N的重物时，拉力的大小。
6.如图所示，物体A重600N，沿水平路面做匀速直线运动，所受地面的摩擦阻力是物重的0.2倍（不计滑轮重及绳轴之间的摩擦）。
当物体A以1m/s的速度匀速前进时，求：
（1）物体A受到的拉力；
（2）绳的拉力F的功率。
7.如图所示，重500N的人站在重2500N的船上，用滑轮组把船匀速拉向岸边，人和船相对静止。
船受到水的阻力为1200N。
不计绳重和滑轮轴摩擦，求人拉绳的力的大小。
8.
如图所示为一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁升降装置示意图，上端固定在楼顶。
若动滑轮质量为2.5kg，工作台质量为7.5kg，涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg，绳重及摩擦不计（g取10N/kg）。
求：
（1）工作台停在距地面10m高处时，工人师傅对绳子的拉力；
（2）若工作台从距地面10m高处上升到距地面30m高处，工人师傅最少需要做的功。
9.
如图所示，浸在水中的A物体的质量为3kg，B物体的质量为2kg，且整体处于静止状态，弹簧测力计自身重力不计（g=10N/kg）。
求：
（1）弹簧测力计的示数的大小。
（2）物体A浸在水中的体积。
10.
工人通过如图所示的装置将物体A匀速从水中提起。
已知物体A重为140N，工人自重600N，此时他对地面的压力是550N。
不计水对物体的阻力、绳与滑轮之间的摩擦，以及滑轮和绳子的重力。
求：
物体A所受水的浮力的大小。
11.
人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的密度为9.0×103kg/m3，体积为100dm3。
在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升2m（物体未露出水面），不计水的阻力，g=10N/kg。
求：
（1）物体A受到的浮力；
（2）拉力F做功的功率；
12.
如图所示，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法。
13.用滑轮组提升重物，请在下图中画出拉力F=1/3G的绳子的绕法。
（不计动滑轮、绳重和摩擦）
14.用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。
滑轮（作业）
1.如图所示，对物体B施加一个水平向左的拉力F=6N，使物体B在光滑的水平面上向左做匀速直线运动，则物体B对物体A的摩擦力为_____N。
（不计绳重及滑轮摩擦）
2.
如图所示，在水平拉力F的作用下，5s内使重为10N的小车沿水平的地面匀速前进了1m，若地面对小车的阻力为物重的0.2倍，则水平拉力F大小为________N，绳子的自由端移动的速度是________m/s。
3.
如图所示，在水平地面上放一个重300N，底面积为100cm2的物体，不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，匀速拉动物体时，物体与地面的摩擦力为60N，则水平拉力F=_____N，物体对地面的压强是_____Pa。
（各连接部分的绳均水平）
4.
如下图所示，质量为70kg的工人利用滑轮将重为150N的一桶泥灰匀速提起。
提升过程中，工人对地面的压力为____N，工人所受的合力为_________N。
若向上提升3m，工人做的功为_______J。
（不计滑轮质量、绳重及摩擦，g取10N/kg）
5.如图所示的装置中，（不计动滑轮重及绳子与轮的摩擦）
（1）
重为200N的物体A正在水平桌面上向右做匀速直线运动，弹簧测力计的读数为20N，则B的重力为_______N；
（2）
若用力F拉着物体A在水平桌面上向左匀速运动了0.5m，则拉力F所做的功为_________J。
6.如图所示，小红用20N的水平拉力F拉质量为4kg的木箱A，使它以2m/s的速度在水平面上匀速直线运动了4s。
则木箱受到的拉力是__________N，摩擦力是_________N。
拉力F在这段时间内所做的功是_________J。
（忽略轮与细绳的重力和摩擦）
7.
如图所示，通过滑轮组用100N的拉力在20s内将重为240N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求：
（1）绳子自由端的移动速度为多大。
（2）动滑轮重。
（3）若重物再增加120N，要使重物匀速上升，作用在绳子自由端的拉力至少多大。
机械效率（讲义）
一、知识点睛
1.机械效率：
（1）公式：
___________
（2）求解有用功或总功时，可以直接用对应的力乘以距离；也可以用关系W总=W有+W额。
（3）影响机械效率的因素有物重、机械自重、摩擦等。
2.杠杆的机械效率：
有用功：
杠杆作用在物体上的拉力所做的功，即__________；
总功：
施加的动力所做的功，即______________。
额外功：
克服杠杆自重所做的功。
机械效率：
_______________________________。
3.
滑轮（组）的机械效率：
有用功：
作用在物体上的拉力所做的功，即__________；
总功：
绳子自由端拉力所做的功，即________________。
额外功：
克服滑轮自重所做的功。
机械效率：
_______________________________。
4.斜面的机械效率
有用功：
克服物体重力所做的功，即______________。
总功：
沿斜面施加的拉力所做的功，即____________。
额外功：
克服摩擦所做的功。
机械效率：
_______________________________。
二、精讲精练
1.现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端。
求：
（1）小李同学拉木箱的功率是多大？
（2）该斜面的机械效率是多少？
（3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？
2.
一辆小汽车正在匀速爬上六盘山一段坡长是1000m、坡高h是60m的盘山路，小汽车的质量m是1000kg，小汽车的牵引力F是720N。
（1）如图所示，上山的路修成盘山弯曲的，目的是_________。
（2）如果小汽车上坡所用时间为60s，求汽车牵引力做功的功率是多大？
（3）这段盘山路的机械效率是多少？
（取g=10N/kg）
3.在某个仓库，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？
小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关。
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录实验数据如下表：
（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向______移动（填“左”或“右”）。
（2）根据表格中数据，第1次实验斜面的机械效率为____%，第2次实验中总功为_________J。
（3）通过对比实验1、2数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验2、3数据，可以得出的探究结论是：
______________________________________。
（4）此实验主要用到的研究方法是_________________。
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与________（写出一个）有关。
4.
如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m。
求：
（1）拉力所做的功；
（2）有用功；
（3）杠杆的机械效率。
5.
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。
实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
不考虑摩擦。
（1）实验中，将两个相同的钩码悬挂在A点匀速将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为___N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率η1为_____。
（2）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，该杠杆的机械效率为η2，则η2_____η1。
（选填“<”、“=”或“>”）
（3）将同一物体分别悬挂在A、B两点匀速提高时的机械效率分别为ηA和ηB，则ηA_____ηB。
（选填“<”、“=”或“>”）
（4）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数
钩码悬挂点
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率
η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？
答：
_________；请简要说明两条理由：
①________________________________；
②________________________________。
6.
如图所示，滑轮组提起重630N的货物，绳子的自由端拉力F=300N，重物以0.2m/s的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，求：
（1）此时滑轮组的机械效率；
（2）拉力做功功率；
（3）当所提货物重力为930N时，绳端的拉力为多大？
7.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在相同的时间内，物体匀速上升相同高度的过程中，设F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，甲、乙两装置的机械效率分别为η1、η2。
求：
F1和F2的大小关系；W1和W2的大小关系；P1和P2，的大小关系；η1和η2的大小关系。
8.
某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示，他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表：
实验
G/N
F/N
h/m
s/m
W有用/J
W总/J
η
1
2
2.1
0.1
0.1
0.2
0.21
95.2%
2
2
1.2
0.1
0.2
0.2
0.24
83.3%
3
2
0.9
0.1
0.3
0.2
0.27
★
（1）表格中“★”数据＝；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是
；
（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是，使用滑轮组的优是，
缺点是。
9.
某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：
（1）物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力F做功的功率是多少？
10.如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉至顶端。
已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F=50N，则该装置的机械效率是多少？
11.
小明同学用如图所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。
在这个过程中，求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）拉力的功率。
12.
人们利用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的密度为9.0×103kg/m3，体积为100dm3。
在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升2m（物体未露出水面），不计水的阻力，g=10N/kg。
求：
（1）物体A受到的浮力；
（2）拉力F做功的功率；
（3）物体未露出水面时滑轮组的机械效率；
机械效率（作业）
1.用同一个滑轮组提起不同的重物时，所测得的机械效率相比较（）
A．相同B．重物越重所测得的效率越高
C．重物越轻所测得的效率越高D．不能确定
2.用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.1m，拉力F=6N，在这一过程中，下列说法正确的是（）
A．所做的有用功为1JB．所做的额外功为0.5J
C．所做的总功为1.5JD．此滑轮组的机械效率为50%
3.利用如图所示的杠杆将重为3N的物体缓慢匀速提高10cm，手的拉力F为2N，手移动的距离s为30cm。
则杠杆的机械效率为（）
A．22%B．33%C．50%D．67%
4.
在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图所示装置测得了四组数据，如下表所示
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
3
2
1.2
6
2
3
5
1.2
15
3
3
8
1.2
26
4
3
10
1.2
30
（1）前三次实验中，第____次实验数据明显出现错误，应当剔除。
（2）第四次实验中，有用功是____J，总功是____J，滑轮组的机械效率为_______。
（3）根据以上信息，请判断：
该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与________是否有关。
5.
工人师傅用如图所示的滑轮组，在10s内把900N的货物匀速提高2m，在此过程中，拉力所做的功是2400J。
求：
（1）拉力F移动的距离；
（2）工人师傅所做有用功的功率；
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