2020中考物理人教版专题复习：滑轮组的机械效率

2020中考物理人教版专题复习：滑轮组的机械效率

一、学习目标：

1. 学会组装不同绳子股数的滑轮组。 2. 会用实验探究滑轮组的机械效率。

3. 联系所学知识应用机械效率公式解决有关的问题。

二、重点、难点：

1. 用实验探究滑轮组的机械效率。 2. 提高计算机械效率问题的能力。

三、考点分析：

基本知识要求为了解层次 知识目标 知识点 考点细目 1. 有用功、额外功、总功 机械效率 2. 机械效率 3. 应用机械效率公式解决有关问题 了解 √ √ 理解 √ 基本技能要求为会组装简单的滑轮组。

常考题型：填空题、选择题、实验题、计算题，常与其他知识综合起来考查，分值在6分左右。 知识梳理

1. 机械效率的测量： 原理：??W有用W总?Gh Fs（1）应测物理量：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。 （2）器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需刻度尺、弹簧测力计。

（3）步骤：必须匀速竖直拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变。

2. 影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 （2）提升重物越重，做的有用功相对就多。

（3）若各种摩擦越大做的额外功相对就多。

注意：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮组的机械效率。 3. 提高机械效率的方法： （1）减小机械自重。 （2）减小机件间的摩擦。 4. 利用机械效率公式计算：

??W有用W总?W有用W有用?W额外?P有用P总

典例精析

知识点一：测滑轮组机械效率的实验

例1：在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，得到如下数据，

见表格 次数 钩码质量(g) 钩码上升的高度(m) 弹簧测力计示数(N) 弹簧测力计移动距离(m) 1 2 100 200 0.1 0.2 0.5 0.9 0.3 0.6 ①所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的个数最少分别为__和___。

②第1次，第2次实验的机械效率的大小分别是η1=______，η2=____。

③两次实验机械效率不同的原因是_________________________________________ ④操作中应注意：弹簧测力计应沿竖直向上方向拉着绳子使钩码做________运动。 思路分析：在“测滑轮组机械效率”的实验中，应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F（必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变）、绳的自由端移动的距离s（由提动滑轮的绳子股数可找到h与s的关系，此题中股数为3）

器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需刻度尺、弹簧测力计。

解答过程：由绳子移动距离与钩码升高高度计算出n=3，推出滑轮个数一动一定竖直向上匀速拉绳子最好。

①所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的个数最少分别为 1 和 1 。

②第1次，第2次实验的机械效率的大小分别是η1=_67%_____，η2 =_74%__。 ③两次实验机械效率不同的原因是使用同一机械装置提升钩码的质量不同。

④操作中应注意：弹簧测力计应沿竖直向上方向拉着绳子使钩码做匀速直线运动 。 解题后的思考：在“测滑轮组机械效率”的实验中，影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。（2）提升重物越重，做的有用功相对就多。（3）若各种摩擦越大做的额外功相对就多。绕线方法和重物提升高度不影响滑轮组机械效率。

例2：在做“测滑轮组的机械效率”的实验中，小明和同学们测得如图中甲、乙两个滑轮组的机械效率不同。

（1）实验后小明想：对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢？

经过思考后他认为：即使像图甲那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与 有关，（他用实验证明了自己的猜想是正确的，小明的实验方法是：） 。

（2）小明将自己所做的上述实验告诉他的同学，大家探究的欲望更加强烈，认为：用滑轮组提升重物时，提升动滑轮所做的功对人们是没有用的，所以 也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素。小明说：其实大家已测得的甲、乙两个滑轮组的机械效率不同，就证明了这一点。王老师提醒同学们说：大家应该注意到，在探究影响滑轮

组机械效率高低的因素时，我们没有考虑摩擦的因素。

思路分析：在测滑轮组机械效率时，设计装置图很重要。按图组装后，应体会同一个滑轮组提升不同重物时机械效率也不是固定的；提升相同重物使用不同滑轮组，机械效率也不是不变的。额外功主要指摩擦和机械自重，我们通常只考虑动滑轮重，而忽略摩擦对实验研究的影响，所以测得的机械效率较高。实验中要注意控制变量这一物理思想的运用。

解答过程：

（1）经过思考后他认为：即使象图甲那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与 所提物重 有关。小明的实验方法是：用甲图装置分别提升相同高度而质量不同的钩码，分别做3至6次，记录对应数据并计算机械效率就可得出结论。

（2）用滑轮组提升重物时，提升动滑轮所做的功对人们是没有用的，所以，动滑轮的质量也应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素。

解题后的思考：提高机械效率的方法：减少额外功，即①减小机械自重。②减小机件间的摩擦；增加有用功。

例3：实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0~5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验，证明：用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。请写出主要实验步骤并设计实验数据表格。

思路分析：此题是中考的一道实验题，实验图已给出。

第一，要有控制变量的思维方法。砝码个数选用3至5个最恰当，这样，既不会超出测力计最大量程，也可使测量出较大的值误差小一些。不要更改钩码个数，而改变钩码升高的高度进行实验才是正确的做法。

第二，实验要进行6次，设计一个实验证明实验过程中用动滑轮提升重物时，如果动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。

第三，设计的记录表格要符合考试要求。 解答过程： 【实验步骤】

（1）将弹簧测力计调零，按示意图组装实验器材。

（2）在动滑轮挂钩上挂5个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。5个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h的数值，并把测量数据记录在表格中；