初中物理专题复习14滑轮、斜面及机械效率(解析版).docxVIP

专题14滑轮、斜面及机械效率

考点1滑轮与滑轮组

定滑轮

动滑轮

滑轮组

定义

中间的轴固定不动的滑轮。

和重物一起移动的滑轮。

定滑轮和动滑轮的组合。

实质

等臂杠杆

动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

变形或图示

特点

不省力但是改变动力的方向。

省一半的力，但不能改变动力的方向。

既省力又能改变动力的方向。

F移动距离(s)和G移动距离(h)关系

s＝h

s＝2h

s＝nh

考点2斜面与轮轴

具体内容

斜面

定义

一个与水平面成一定夹角的倾斜平面

特点

省力机械

如图，用F表示力，s表示斜面长，h表示斜面高，物重为G。理想情况下，根据功的原理，得W＝Fs＝Gh，变形得F＝eq\f(Gh,s)。当h一定时，斜面越长越省力，例如盘山公路。

轮轴

实例

饮料瓶瓶盖、螺丝钉、螺旋千斤顶等。

定义

由轮和轴组成，能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴。

实质

能够连续旋转的杠杆，支点就在轴线，轮轴在转动时轮与轴有相同的转速。

如图所示，R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，根据杠杆平衡条件，有F1R＝F2r(动力×轮半径＝阻力×轴半径)。可知：当动力作用在轮上，则轮轴为省力杠杆；当动力作用在轴上，则轮轴为费力杠杆。

考点3机械效率的计算

知识点

具体内容

说明

三

种

功

有用功

使用机械时，完成工作目的必须做的功，用W有表示。

(1)有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数%表示。

(2)提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦、增大物重。

额外功

并非需要，又不得不做的功，用W额表示。

总功

有用功与额外功的和，也是作用在机械上的动力做的功：W总＝Fs＝W有＋W额。

机械

效率

有用功跟总功的比值，用公式表示为η＝eq\f(W有,W总)×100%，实际中η1。

影响机

械效率

的因素

滑轮组

(1)被提升的物重：物重增加，机械效率提高；(2)动滑轮重：动滑轮增加，机械效率减小；(3)绳重和摩擦。

斜面

(1)斜面的倾斜程度：斜面越陡，机械效率越高。

(2)斜面的粗糙程度：斜面越粗糙，机械效率越低。

实验1测量滑轮组的机械效率

1．实验器材：一盒钩码、(材料不同的)两组滑轮、铁架台、弹簧测力计、刻度尺。

2．实验方法：控制变量法。

3．实验结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构以及摩擦有关。

(1)在滑轮组的自身结构相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大。

(2)在提升的物体重力相同时，滑轮组自身的结构越简单，滑轮组的机械效率越大。

4．问题探究：

(1)实验中，应怎样拉动弹簧测力计？为什么要这样做？

竖直匀速拉动，使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力的大小。

(2)如何探究滑轮组的机械效率与物重的关系？

保持滑轮组的自身结构、摩擦因素等均不变，改变提升的钩码的重力，观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。

(3)如何探究滑轮组的机械效率与滑轮组的自身结构的关系？

保持提升的钩码的重力不变，改变滑轮组的自身结构(改变动滑轮的材料或动滑轮的个数)，观察并记录弹簧测力计的示数，计算比较机械效率的高低。

(4)实验结束后，如何计算总功、有用功、额外功？

①W总＝Fs(F是绳端的拉力，s是绳端通过的距离)；

②W有＝Gh(G是提升钩码的重力，h是钩码被提升的高度)；

③W额＝W总－W有。

基础检测(限时30min)

一、单选题

1．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起物体A，若不计摩擦，关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（）

A．F1F2F3 B．F1F2F3 C．F2F1=F3 D．F1=F2=F3

【答案】D

【解析】因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力，故D符合题意。

故选D。

2．盘山公路是在高山上修建的公路，弯弯曲曲，如图所示。要研究汽车在它上面运动时的做功和受力情况，物理学中把它抽象为一种模型，此模型是（）

A．杠杆 B．斜面 C．定滑轮 D．动滑轮

【答案】B

【解析】弯弯曲曲的盘山公路其实是简单机械中的斜面，在利用斜面时，可以起到省力的作用。

故选B。

3．以下是同学们对机械效率的一些理解，其中正确的是（）

A．越省力的机械，其机械效率一定越高

B．机械效率越高，机械做功一定越快

C．功率越大的机械做功一定越多

D．做有用功越多的机械，机械效率不一定越高

【答案】D

【解析】A．机械效率的高低与机械是否省力无关，例如：通常情况下定滑轮比动滑轮的机械效率高，但定滑轮不省力，而动滑轮能省一半力，故A错误；

B．机械效率越高，说明有用功占总功的比例大，功率是描