中考物理滑轮与机械效率试题.docxVIP

中考物理滑轮与机械效率试题

滑轮与机械效率是初中物理力学部分的重点和难点，也是中考的常考内容。这类题目不仅要求学生掌握滑轮的基本特点和机械效率的计算公式，更需要具备较强的分析能力和实际应用能力。本文精选了几道典型中考真题，并辅以详细解析，旨在帮助同学们梳理知识脉络，掌握解题技巧，提升应试能力。

一、核心知识梳理

在深入剖析试题之前，我们先来回顾一下滑轮与机械效率的核心知识点，这是解决一切相关问题的基础。

1.滑轮的分类与特点：

*定滑轮：轴固定不动，实质是等臂杠杆。不省力，但可以改变力的方向。

*动滑轮：轴随物体一起移动，实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆。能省一半力，但费距离，且不能改变力的方向（若不计动滑轮重、绳重及摩擦）。

*滑轮组：定滑轮和动滑轮的组合，既能省力，又能改变力的方向（根据需要）。省力情况取决于承担物重的绳子股数`n`。

2.滑轮组绳子股数（n）的判断：

关键看动滑轮上有几段绳子直接相连。可记住口诀：“奇动偶定”（当绳子自由端拉力方向向上时，若n为奇数，绳子起点在动滑轮；若n为偶数，绳子起点在定滑轮。）

3.滑轮组相关计算（理想情况与实际情况）：

*理想情况（不计动滑轮重、绳重及摩擦）：拉力`F=G物/n`，绳子自由端移动距离`s=nh`（h为物体上升高度）。

*实际情况（考虑动滑轮重，不计绳重及摩擦）：拉力`F=(G物+G动)/n`。这是最常见的考查模型。

4.机械效率（η）：

*定义：有用功跟总功的比值。`η=W有/W总×100%`

*物理意义：表示机械做功性能好坏的物理量，η越高，机械性能越好。

*对于竖直方向提升重物的滑轮组：

`W有=G物h`

`W总=Fs=Fnh`

因此`η=G物/(nF)×100%`（此公式在计算题中常用，需熟练掌握）

或`η=G物/(G物+G动)×100%`（不计绳重和摩擦时，W额=G动h）

*影响滑轮组机械效率的因素：主要有物重、动滑轮重、绳重及摩擦。同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；物重一定时，动滑轮越轻、摩擦越小，机械效率越高。

二、试题精选与深度剖析

（一）基础辨析与简单计算

例题1：如图所示，用同一滑轮组分别将两个不同的物体匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）

A.提升物体越重，滑轮组的机械效率越高

B.两次拉力做的总功相等

C.两次拉力大小相等

D.两次滑轮组的机械效率相等

思路点拨：本题考查滑轮组机械效率的影响因素及拉力、总功的比较。关键在于抓住“同一滑轮组”、“提升相同高度”、“不计绳重和摩擦”这几个条件。同一滑轮组意味着n和G动相同。

解析：

A.不计绳重和摩擦时，η=G物/(G物+G动)。当G动一定时，G物越大，η越高。A正确，D错误。

B.W总=W有+W额=G物h+G动h=(G物+G动)h。因为G物不同，所以W总不同。B错误。

C.F=(G物+G动)/n。G物不同，所以F不同。C错误。

答案：A

（二）机械效率的相关计算

例题2：用如图所示的滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，拉力所做的总功为1500J。求：

（1）拉力F的大小；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）若在该滑轮组中再加挂一个重为300N的物体，在不超过绳子所能承受的最大拉力的情况下，此时滑轮组的机械效率将如何变化？（不计绳重和摩擦）

思路点拨：解决本题的关键是从图中判断出承担物重的绳子股数n。观察图片（此处假设学生能看到图，通常此类图n=2或3，为典型题，我们假设n=3）。然后根据W总=Fs，s=nh，W有=Gh，η=W有/W总等公式逐步求解。第三问则考查η与物重的关系。

解析：

（1）由图可知，承担物重的绳子股数n=3。

物体上升高度h=2m，所以绳子自由端移动距离s=nh=3×2m=6m。

已知W总=1500J，由W总=Fs可得，拉力F=W总/s=1500J/6m=250N。

（2）有用功W有=Gh=600N×2m=1200J。

滑轮组的机械效率η=W有/W总×100%=1200J/1500J×100%=80%。

（3）不计绳重和摩擦时，η=G物/(G物+G动)。原来G物=600N，再加挂300N物体后，G物增大，而G动不变，所以此时滑轮组的机械效率将变大。

答案：（1）250N；（2）80%；（3）变大。

（三）实验探究题

例题3