第十一章 五、机械效率-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册物理(苏科版2024)

h= 22 m-0.5m=0.207m ,则翻滚 一次克服正方体的重力做功 W = Gh=400N×0.207m=82.8J (3) 正方体的棱长为1m,翻滚10m 需要翻滚10次,所以整个过程中克服 重力做功W总=10W=10×82.8J= 828J,整个过程中克服重力做功的平 均功率P= W总 t = 828J 20s=41.4W (第13题) 五、 机械效率 第1课时 认识机械效率 1. 定 4000 80 2. 80% 50 3. 3×104 3.75×104 2.5×103 4. B 5. C 6. < = 解析:由题图知,图甲中 n甲=3,图乙中n乙=2,不计摩擦和绳 重,提升等重的建筑材料时拉力分别 为 F1 = 1 3 (G物 +G动 ),F2 = 1 2 (G物+G动),比较可知F1<F2;因 不计摩擦及绳重,克服动滑轮自重做 的功为额外功,滑轮组的机械效率 η= W有用 W总 ×100% = G物h G物h+G动h× 100%= G物 G物+G动×100% ,因G动 不 变、G物 相等,故η甲=η乙。 对机械效率影响因素的认知 机械效率与机械的自身因素 和做功的对象有关,与机械是否省 力、做功多少、做功快慢等无关。 7. 400 83.3 20 解析:小明做的 有用功W有用=Gh=200 N×2 m= 400 J;他 做 的 总 功 W总 =FL = 120 N×4 m=480 J,则斜坡的机械效 率η= W有用 W总 ×100%= 400J 480J×100%≈ 83.3%;小明做的额外 功 W额外 = W总-W有用=480 J-400 J=80 J,额 外功 就 是 克 服 摩 擦 力 做 的 功,即 W额外=fL,则 f= W额外 L = 80J 4m= 20N。 8. (1) 用 杠 杆 将 货 物 匀 速 提 升 0.1m,做 的 有 用 功 W有用 =Gh= 12N×0.1m=1.2J (2) 由题图可 知,拉力移动的距离s=OBOA×h= 1m+0.2m 0.2m ×0.1m=0.6m ,拉力做 的总功 W总 =Fs=3N×0.6m= 1.8J,杠杆的机械效率η= W有用 W总 × 100%=1.2J1.8J×100% ≈66.7% (3) 若不计摩擦,则只克服杠杆的重 力做额外功,W额外 =W总 -W有用 = 1.8J-1.2J=0.6J,杠杆重心上升的 高度h'=12s= 1 2×0.6m=0.3m , 由于W额外=G杠杆h',因此杠杆的重力 G杠杆= W额外 h' = 0.6J 0.3m=2N 9. (1) 工人的重力G=mg=70kg× 10N/kg=700N,由p= F S 可知,工人 对地面的压力 F压 =pS=2.0× 104Pa×300×10-4m2=600N,由力 的作用是相互的可知,工人受到的支 持力F支=F压=600N,由力的平衡 条件可知,绳对工人的手的拉力F'= G-F支=700N-600N=100N,由力 的作用是相互的可知,工人的手对绳 的拉力F=F'=100N (2) 两个动 滑轮的重力G动=m动 g=10kg× 10N/kg=100N,由图可知n=4,因 为不计绳重和摩擦时F=1n (f+ G动),所以地面对工件的摩擦力f= nF-G动=4×100N-100N=300N (3) 滑轮组的机械效率η= W有用 W总 × 100% = f ·s F·ns ×100% = f nF × 100%= 300 N 4×100N×100%=75% 10. 10 3 解析:拉力做的有用功 W有用=Gh=10N×1m=10J,由图可 知每个动滑轮中吊起动滑轮的绳子的 股数n=2,绳子自由端移动的距离 s=n3h=23×1m=8m,则力F 做的 功W总=Fs=2.5N×8m=20J;总的 额外功W额外=W总-W有用=20J- 10J=10J,吊起动滑轮所做的额外功 W动额外=G动 h1+G动 h2+G动 h3= 1N×1m+1N×2m+1N×4m= 7J。克服绳重及摩擦所做的额外功 W其他额外 =W额外 -W动额外 =10J- 7J=3J。 11. 2∶1 < 解析:设用甲、乙两个 动滑轮将物体A、B 匀速竖直提升相 同高度h,则W有用=G物h,由W总= W有用 η = G物h η 可得,W甲 W乙 = GAh GBh= 2 1 。 忽略绳重和摩擦,W额外=G动h,W总= W有用+W额外 =(G物 +G动)h,η= W有用 W总 × 100% = G物h (G物+G动)h × 100%= G物 G物+G动 ×100% ,由η甲 = η乙 可知 GA GA+G甲动 = GB GB+G乙动 ,将 GA =2GB 代 入 上 式 可 得 G甲动 = 2G乙动。若在A、B 下方均增加重为G 的钩码,匀速竖直提升相同高度h', 则η'= (G物+G)h' (G物+G+G动)h'×100%= G物+G G物+G+G动 × 100% ,η甲' η乙' = GA+G GA+G+G甲动 × GB+G+G乙动 GB+G = GA+G GB+G × GB+G+G乙动 GA+G+G甲动 = 2(GB+G)-G GB+G × GB+G+G乙动 2(GB+G+G乙动)-G= 2- GGB+G × 12- GGB+G+G乙动 < 1,即η甲'<η乙'。 12. D 解析:提升一个重为G 的物 块时,因不计绳重和摩擦,由η= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 W有用 W总 ×100%= Gh (G+G动)h×100%= G G+G动×100% 可得,动滑轮的重力 G动 =1-η η ×G=1-60%60% ×G= 2 3G 。设提升n个物块时,滑轮的机 械效率为90%,则η'= nG nG+G动 × 100%,即90%= nG nG+23G ×100%, 解得n=6。 13. B 解析:当匀速提升重为9.0N 的物 体 时,滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 81%,设物体匀速提升的高度为h,则 拉力所做的有用功 W有用 =Gh= 9.0N×h,由η= W有用 W总 ×100% 可得, 拉力 所 做 的 总 功 W总 = W有用 η = 9.0N×h 81% = 100 9 N×h ,克服动滑轮重 力所 做 的 额 外 功 W额外动 =G动h= 1.0N×h,除了动滑轮的重力导致的 额外功外,其他因素导致的额外功 W额外其他 =W总 -W有用 -W额外动 = 100 9 N×h-9.0N×h-1.0N×h= 10 9N×h ,其他因素导致的额外功与 总功的比值 W额外其他 W总 = 10 9N×h 100 9 N×h = 1 10 ;由图可知,滑轮组绳子的有效股 数n=2,当物体上升的高度为h时, 绳子自由端移动的距离s=nh=2h, 由绳子能够承受的最大拉力为50N 可知,拉力所做总功的最大值W总大= F大s=50N×2h=100N×h,因除了 动滑轮的重力导致的额外功外,其他 因素导致的额外功与总功的比值为一 定值,所以,其他因素导致的额外功 W额外其他大=110W总大= 1 10×100N× h=10N×h,拉力所做有用功的最大 值 W有用大 = W总大 - W额外动 - W额外其他大=100N×h-1.0N×h- 10N×h=89N×h,则使用该滑轮组 匀速提升物体时的机械效率的最大值 η大= W有用大 W总大 ×100%= 89N×h 100N×h× 100%=89%。 第2课时 机械效率的 测量与探究 1. B 控制变量法在探究影响滑轮组 机械效率高低的因素实验中的应用 因为影响滑轮组机械效率高 低的因素不止一个,所以探究影响 滑轮组机械效率高低的因素时要 运用控制变量法。本题比较两滑 轮组并结合题意发现:承重绳子段 数相同,动滑轮重相同,被提升的 高度也相同,只有被提升钩码的重 力不同;结合控制变量法的思想, 可知该实验装置探究的是滑轮组 的机械效率与被提升物体的重力 之间的关系。 2. A 3. (1) 0.5 66.7 需要克服杠杆自 重(或摩擦力)做功 (2) 不能 两次 实验时钩码没有挂在同一位置 仅根 据一次对比实验所得的结论不可靠 解析:(1) 由图可知,F=0.5N。该实 验中,弹簧测力计对杠杆的拉力F 做 的总功W总=Fs=0.5N×0.3m= 0.15J;杠杆对钩码的拉力F'做有用 功,因 钩 码 匀 速 上 升,故 F'=G, W有用=Gh=1.0N×0.1m=0.1J; η= W有用 W总 ×100%= 0.1J 0.15J×100%≈ 66.7%。使用该杠杆做额外功的原因 主要有两个:一是克服杠杆自重;二是 克服杠杆与转轴之间的摩擦。(2) 探 究杠杆的机械效率是否与钩码悬挂点 的位置和钩码的总重有关时,应采用 控制变量法。如探究杠杆的机械效率 是否与所挂钩码的总重有关时,应控 制钩码悬挂点的位置不变。此外,应 多次改变钩码的总重,测出多组数据, 通过比较、分析才能得出结论。本题 中仅有两组数据且未控制变量,故不 具有可比性,因此,不能得出结论。 如何对实验进行评估 对实验结论进行评估时,主要 考虑实验方法是否科学,实验步骤 是否合理,实验结论是否具有普 遍性。 4. (1) 匀速 (2) 90.9% (3) 提升 物体的重力 (4) D (5) 低 (6) 大 于 解析:(1) 在实验过程中,应沿竖 直方向匀速向上拉动弹簧测力计,此 时系统处于平衡状态,测力计示数才 等于拉力大小。(2) 第3次实验中滑 轮组的机械效率η= W有用 W总 ×100%= Gh Fs×100%= 6N×0.1m 2.2N×0.3m×100%≈ 90.9%。(3) 纵向分析表中数据可得 结论:用同一滑轮组,提升的物体越 重,滑轮组的机械效率越高。(4) 根 据“用同一滑轮组,提升的物体越重, 滑轮组的机械效率越高”,若该滑轮组 提升物体时机械效率为92.1%,物体 的重力应该大于6N,可能为8N,故 D符合题意。(5) 根据题图丁可知, 被提升物体所受的重力相同时,动滑 轮越重,滑轮组的机械效率越低。 (6) 根据题图丁可知,当动滑轮重为 10N时,滑轮组的机械效率为80%; 若忽略绳重和摩擦有η= W有用 W总 × 100% = W有用 W有用+W额外 ×100% = Gh Gh+G动h × 100% = G G+G动 × 100%= GG+10N×100%=80% ,解 得G=40N。由于绳重和摩擦力使得 额外功变大,由η= W有用 W总 ×100%= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 9 W有用 W有用+W额外 ×100%= 1 1+ W额外 W有用 × 100%知,在机械效率不变时,额外功 增大,有用功也增大,若提升高度不 变,则物体的重力变大,所以物体的重 力大于40N。 5. (1) 9.00 (2) ② 调零 0.3 ③ 0.3 60% (3) ① 无关 ② 120 解析:(1) 刻度尺上1cm 之 间 有 10个小格,所以一个小格代表的长度 是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度 值为1mm,使刻度尺零刻度线与水平 地面 对 齐,B 点 所 处 的 高 度 为 9.00cm。(2) ② 弹簧测力计使用前 指针要指向零刻度线,如果未指向零 刻度线,需要调零;由图乙可知,弹簧 测力计的分度值是0.02N,弹簧测力 计的示数为0.3N。③ 将小车从A 点拉到B 点的过程中,拉力做的功 W总=Fs=0.3N×1m=0.3J;利用 斜面将小车从水平地面提升到B 点 时所做的有用功W有用=Gh=2.0N× 9.00×10-2m=0.18J;机械效率η= W有用 W总 ×100% = 0.18J 0.3J×100% = 60%。(3) ① 由图丙可读出当小车和 重物的总重G 增大到5N时,拉小车 从A 点到B 点所做的功W1=0.75J, 竖直向上将小车从水平地面提升到B 点所做的功W2=0.45J,利用斜面将 小车从水平地面提升到B 点的机械 效率η'= W2 W1 ×100%= 0.45J 0.75J× 100%=60%,η'=η,所以由图丙可 知,用该通道斜面提升物体时的机械 效率与物重无关。② 这位父亲和所 坐轮椅的总重力G总=m总g=(60kg+ 20kg)×10N/kg=800N,中年人用 沿着通道斜面方向的力推着轮椅匀 速上坡时,从A 点到B 点所做的有 用功W有用'=G总h=800N×9.00× 10-2m=72J;由η= W有用 W总 ×100% 得,中年人用沿着通道斜面方向的力 推着轮椅匀速上坡时,从A 点到B 点 所做的总功W总'= W有用' η =72J60%= 120J;由W=Fs得,力的大小F'= W总' s = 120J 1m=120N 。 对影响斜面机械效率 因素的认知 利用斜面工作时,做额外功的 原因只有一个:克服斜面对物体的 摩擦力。影响斜面机械效率的两 个因素是斜面的粗糙程度和斜面 的倾斜程度,和物重无关,这一点 应和杠杆及滑轮组加以区别。其 他条件相同时,斜面的倾斜程度越 大,机械效率越高;其他条件相同 时,斜面的粗糙程度越大,机械效 率越低。 专题特训二　功、功率与机 械效率的综合计算 1. (1) 60 60 (2) 1200 120 解析:(1) 桶中未装水,A 点系石块, 硬棒刚好翻转时支点为O1 点,由杠 杆平衡条件可得,m石大g×lO1A = (m桶 +m轮)g×lO1B,即 m石大 × 0.6m=(10kg+10kg)×(1m+ 0.8m),解得m石大=60kg;若A 点系 上质量为40kg的石块,桶中装水,硬 棒刚好翻转时支点为O2 点,由杠杆 平衡条件可得,m石g×lO2A=(m桶+ m轮+m水大)g×lO2B,即 40kg× (0.6m+1m)=(10kg+10kg+ m水大)×0.8m,解得桶中水的最大质 量m水大=60kg。(2) 桶对水做的功 W有用=Gh=m水gh=40kg×10N/kg× 3m=1200J;总功 W总 = W有用 η = 1200J 50% =2400J ,人做功的功率P= W总 t = 2400J 20s =120W 。 2. (1) 推力做的有用功W有用=Gh= mgh=240kg×10N/kg×1m= 2400J (2) 推力做的总功 W总 = Fs=1000N×3m=3000J,斜面的机 械效率η= W有用 W总 ×100%= 2400J 3000J× 100%=80% (3) 此过程中的额外 功W额外 =W总 -W有用 =3000J- 2400J=600J,由W额外=fs得重物 与斜 面 间 的 摩 擦 力f= W额外 s = 600J 3m=200N 。工人将另一质量为 300kg的重物匀速推到同一高度,为 了省力,换用长度为5m的斜面,此时 重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦 力之比为6∶5,即f'= 6 5×200N= 240N,有用功W有用'=G'h=m'gh= 300kg×10N/kg×1m=3000J;额 外功W额外'=f's'=240N×5m= 1200J;则 总 功 W总'=W有用'+ W额外'=3000J+1200J=4200J;推 力做功的功率P= W总' t = 4200J 20s = 210W 3. (1) 由图可知n=2,因为不计动滑 轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦,所以 绳子自由端的拉力F=1nG= 1 2× 300N=150N (2) 由v=st 可知, 物体上升的高度h=vt=0.1m/s× 10s=1m,拉力做的有用功W有用= Gh=300N×1m=300J,滑轮组的机 械效率η= W有用 W总 ×100%= 300J 400J× 100% =75%;拉 力 做 的 额 外 功 W额外=W总-W有用=400J-300J= 100J,克服动滑轮重力做的额外功 W动=G动h=40N×1m=40J,则克 服绳重和摩擦所做的额外功 W = W额外-W动=100J-40J=60J 4. (1) 物体B 受到的滑动摩擦力f= 1 10GB =0.1mBg=0.1×45kg× 10N/kg=45N,因匀速拉动物体B, 绳子对B 的拉力等于B 受到的滑动 摩擦力。由图可知,滑轮组绳子的有 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 01 15 五、 机械效率 第1课时 认识机械效率 ▶ “答案与解析”见P8 (第1题) 1. (2023·镇江)如图所示,工人师傅 利用滑轮将沙发运上楼,该滑轮是 滑 轮。若 工 人 师 傅 用 1000N的拉力,将重为800N的 沙发匀速提升5m,则工人师傅做 的有用功为 J,该滑轮的机械效率为 %。 2. (2024·常州)如图所示,工人利用动滑轮匀 速提升重物,已知重物重为400N,施加在绳 端竖直向上的拉力F 为250N,在100s内将 重物提升10m。不计绳重与摩擦,此过程中 动滑轮的机械效率为 ,绳端拉力做 功的功率为 W。 (第2题) (第3题) 3. (2023·无锡)如图所示为安装在某种塔式起 重机吊臂一侧的滑轮组,某次匀速吊起600kg 的物体时,物体上升5m,用时15s,滑轮组的 机械效率是80%,则滑轮组所做的有用功是 J,总功是 J,拉力F 的功率 是 W。(g取10N/kg) 4. 小明同学的体重为500N,他用重 10N的水桶将重100N的水提到 5m高的教室使用,在这一过程中, 他做的有用功和额外功分别是 ( ) A. 500J,50J B. 500J,2550J C. 550J,2500J D. 3000J,50J 5. (2024·河南)如图所示,甲、乙两人用不同的 装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速 提升到同一平台上,不计绳重及滑轮的摩擦。 下列说法中,正确的是 ( ) (第5题) A. 甲做的有用功多 B. 乙做的总功多 C. 甲做总功的功率大 D. 乙所用装置的机械效 率低 6. 易错题 如图所示,工人们用同一滑轮组,根 据需要可以选择两种方式来提起等重的建筑 材料,若不计摩擦和绳重,则F1 F2, 机械效率η甲 η乙。(>/=/<) (第6题) (第7题) 7. (2023·泰州)如图所示,一个斜坡的长L= 4m,高h=2 m。小明用平行于斜坡向上的 120N的拉力F 将重为200N的木箱沿斜坡 从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 J,斜坡的机械效率为 % (结果精确到0.1%),木箱所受摩擦力的大 小为 N。 8. 如图所示,小明用一均匀杠杆OB 将重为 12N的货物匀速提升0.1m,已知AB 长 1m,AO 长0.2m,小明所用拉力方向始终竖 直向上,大小为3N。 (1) 求小明做的有用功。 (2) 求杠杆的机械效率。(结果精确到0.1%) (3) 若杠杆的重心位于杠杆OB 的中点,且 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十一章　简单机械和功 16 不计转轴O 处的摩擦,求杠杆的自重。 (第8题) (第9题) 9. (2023·广元)如图所示,某工人利 用滑轮组将一个工件沿水平地面匀 速拉动到加工点。拉动过程中,工 人对绳的拉力始终沿竖直方向,工人双脚始 终与水平地面接触且接触面积为300 cm2,工 人对地面的压强为2.0×104 Pa;此工人的质 量为70 kg,两个动滑轮的总质量为10 kg,绳 重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计,g 取 10 N/kg。求: (1) 工人的手对绳的拉力大小。 (2) 工件移动过程中,地面对工件的摩擦力 大小。 (3) 滑轮组在此次拉动过程中的机械效率。 10. (2023·郴州)如图所示,物体重10N,每个 滑轮重1N,在F=2.5N的拉力作用下,物 体上 升 了 1m,则 拉 力 做 的 有 用 功 是 J,克服绳重及摩擦所做的额外功 为 J。 (第10题) (第11题) 11. 如图所示,用甲、乙两个动滑轮将物体A、B 匀速竖直提升相同高度,已知GA=2GB,两 个动滑轮的机械效率相等,忽略绳重和摩 擦,拉力所做的功W甲∶W乙= 。 若在A、B 下方均增加重为G的钩码,匀速竖 直提升相同高度,则机械效率η甲' (>/=/<)η乙'。 12. 如图所示,利用动滑轮提升一个重为G 的物 块,不计绳重和摩擦,其机械效率为60%。 若要使此动滑轮的机械效率达到90%,则需 要提升重为G 的物块的个数为 ( ) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 (第12题) (第13题) 13. (2023·新疆)使用如图所示的滑轮组匀速 提升重力不同的物体时,除了动滑轮的重力 导致的额外功外,其他因素导致的额外功与 总功的比值为一定值。已知动滑轮的重力 为1.0N,绳子能够承受的最大拉力为50N。 当匀速提升重为9.0N的物体时,滑轮组的 机械效率为81%,则使用该滑轮组匀速提升 物体时的机械效率的最大值为 ( ) A. 90% B. 89% C. 88% D. 87% 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 17 第2课时 机械效率的测量与探究 ▶ “答案与解析”见P9 1. ★ 控制变量法 同学们在探究“影响滑 轮组机械效率高低的因素”时提出了 下列假设:(1) 滑轮组机械效率的高 低可能与动滑轮的重力有关。(2) 滑轮组机 械效率的高低可能与被提升物体的重力有关。 (3) 滑轮组机械效率的高低可能与物体被提 升的高度有关。(4) 滑轮组机械效率的高低 可能与承重绳子的段数有关。若一名同学设 计了如图所示的两个滑轮组(所用器材相同, 钩码上升的高度也相同),进行对比实验来验 证提出的假设,则该实验验证的假设是( ) (第1题) A. (1) B. (2) C. (3) D. (4) 2. 如图所示为“探究斜面的机械效率”的实验, 下列说法中,错误的是 ( ) (第2题) A. 利用斜面提升物块,既可以省力,又可以 省功 B. 用弹簧测力计沿着斜面向上拉物块时,应 尽量匀速 C. 本实验中,用小车替代物块,可提高斜面 的机械效率 D. 斜面的倾斜程度越小,所需的拉力越小 3. ★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。 (第3题) (1) 图中测力计的示数F 为 N,钩 码总重G 为1.0N,将杠杆拉至图中虚线位 置,钩码上升的高度h为0.1m,测力计移动 的距离s为0.3m,则杠杆的机械效率约为 %(结果精确到0.1%)。请写出使 用该杠杆做额外功的一个原因: 。 (2) 为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些 因素有关,一名同学使用该实验装置,先后将 钩码挂在A、B 两点,测量并计算得到如表所 示的两组数据。 实 验 次 序 钩码 悬挂点 钩码 总重 G/N 钩码移动 的距离 h/m 拉力 F/N 测力计移 动的距离 s/m 机械 效率 η/% 1 A 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据, (能/不能)得出“杠 杆的机械效率与所挂钩码的重力有关,钩码 越重,其机械效率越高”的结论。请简要说明 两条理由: ; 。 4. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小彤 用同一滑轮组进行了三次实验,如图所示。 (第4题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十一章　简单机械和功 18 实验数据如表所示: 实 验 次 序 钩码 重/N 钩码上升 的距离/cm 测力计示 数/N 测力计上升 的距离/cm 机械 效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 88.9% 3 6 10 2.2 30 (1) 实验中要竖直向上 拉动弹簧测 力计,使钩码缓慢上升。 (2) 表格中第3次实验的机械效率为 。 (结果精确到0.1%) (3) 分析表中数据可以得出结论:同一滑轮 组的机械效率与 有关。 (4) 根据实验结论,若该滑轮组提升物体时机 械效率为92.1%,物体的重力可能为 。 A. 1N B. 3N C. 5N D. 8N (5) 小彤改变动滑轮重,多次提升同一物体, 并根据所测数据绘制了图丁。由图像可知: 被提升物体重力相同时,动滑轮越重,滑轮组 机械效率越 (高/低)。 (6) 根据所学知识,滑轮组的机械效率还与 绳重和摩擦有关,分析图丁中的A 点可知, 被提升物体所受的重力一定 (大于/ 等于/小于)40N。 5. 易错题 如图甲所示,某居民楼前有一无障碍 通道,一名中年人正用轮椅推着他的父亲缓 缓上行,如图乙所示为该通道斜面示意图。为 了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和 小华进行了探究。她们沿斜面确定了与斜面 底端A 点相距1m的B 点。(g取10N/kg) (第5题) (1) 使刻度尺零刻度线与水平地面对齐,正 确测量B 点的高度,结果如图乙所示,为 cm。 (2) 选用车轮的材质、花纹与轮椅相同的小 车作为研究对象,进行了如下操作: ① 正确使用弹簧测力计,测出小车的重力为 2.0N。 ② 将 弹 簧 测 力 计 与 斜 面 平 行 放 置 并 ,然后沿斜面向上匀速拉动小车,如 图乙所示,弹簧测力计的示数为 N。 ③ 计算出将小车从A 点拉到B 点的过程 中,拉力所做的功为 J;利用斜面将 小车从水平地面提升到B 点的机械效率为 。 (3) 在小车上逐渐添加重物,测出小车和重 物的总重G 和沿斜面匀速拉动小车需要的 力,计算出拉着小车从A 点到B 点所做的功 W1;计算出将小车从水平地面竖直向上提升 到B 点所做的功W2。以功为纵坐标,以小 车和重物的总重为横坐标,建立平面直角坐 标系,作出W1和W2与小车和重物的总重G 的关系图像,分别如图丙中的图线a 和b 所示。 (第5题丙) ① 由图丙可知:用该通道斜面提升物体时的 机械效率与物重 (有关/无关)。 ② 若这位父亲的质量为60kg,所坐轮椅的 质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向 的力推着轮椅匀速上坡时,力的大小为 N。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上