第十一章 功与机械能单元练习题 -2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
沪粤版九年级物理上册第十一章“功与机械能”单元复习卷,以无人机、火箭回收、马拉松等真实情境为载体,覆盖功、机械能转化、滑轮组效率等核心知识,融合物理观念与科学思维,适配单元巩固与能力提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|10题|功的计算、机械能转化|结合孵蛋器、过山车等生活化情境,考查能量观念|
|多选题|2题|做功条件、机械能变化|通过家务场景、弹簧压缩过程,培养科学推理能力|
|填空题|5题|动能势能影响因素、功率计算|关联神舟飞船发射、擦窗机器人,体现科技前沿|
|计算题|3题|机械功与功率、滑轮组效率|电动叉车、汽车过桥等综合问题,强化模型建构|
|实验探究题|3题|动能影响因素、滑轮组效率|通过斜面小球、弹簧测力计实验,落实科学探究|
内容正文:
沪粤版九年级物理上册第十一章 功与机械能单元练习题
一、单选题
1.如图所示,是小明购买的家用版“孵蛋器”,额定功率约为8W,可同时孵化6枚鸡蛋,21天即可孵化出小鸡。下列关于孵蛋器的估测正确的是( )
A.孵蛋器高度约20cm
B.孵蛋器中的鸡蛋总质量约为2kg
C.孵蛋器内的鸡蛋所处环境温度约为60℃
D.孵蛋器完成一次完整的孵化过程需要耗电约40kW·h
2.跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
3.低空经济蓬勃发展,快递无人机应用场景日益丰富。如图为无人机携带快递飞行时的场景,下列说法正确的是( )
A.上升过程中,无人机的重力势能逐渐增加
B.匀速飞行过程中,快递的机械能一定不变
C.匀速下降过程中,快递的重力势能转化为动能
D.起飞到安全降落的整个过程中,无人机的动能始终不变
4.如图甲所示为游乐园中过山车运行的情景,图乙是用小球模拟过山车运动的实验装置,小球从轨道顶端由静止滑下,经过A、B、C点,C点在水平地面上。已知A、B两点的高度相等,不计空气阻力,下列说法正确的是
A.实验前在轨道内侧涂润滑油是为了增大摩擦力
B.小球在 B点时的速度小于在A点时的速度,且受非平衡力的作用
C.小球在A点的机械能等于其在B点的机械能
D.从A点到 C点整个过程中,小球的机械能守恒
5.如图所示,用跨过滑轮的绳拉着湖中的小船靠岸,若小船受到的拉力F=100N且大小保持不变,河岸的高度AB=3m,图示位置时船头到河岸的距离BC=4m,则船从图示位置到靠岸的过程中,拉力做的功为(滑轮可看成一个点,大小忽略不计,忽略船高)( )
A.400 J B.500J C.300 J D.200 J
6.9月16日,2024榆林马拉松鸣枪开跑,来自全球的15000名跑者纵享奔跑激情、感受驼城之美、共度中秋假期!本次赛事使用无人机进行了航拍,无人机匀速下降的过程中( )
A.动能增大,重力势能减小 B.动能减小,重力势能增大
C.动能不变,重力势能减小 D.重力势能减小,机械能不变
7.如图甲所示,小欢用力F向下拉绳子,使物体M在水平地面上匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不同。物体M的重力为400N,动滑轮的重力为5N,,。物体M从a点到c点的过程中,拉力F与M移动距离s的关系图像如图乙所示,不考虑物体大小对运动的影响,忽略绳子重力及机械之间的摩擦。下列结论正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为15m
B.拉力F做的功为840J
C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D.物体从ab段运动到bc段,滑轮组的机械效率变小
8.嵩山是著名的旅游胜地,为了方便游客登山特地建造了缆车,如图所示,载着乘客的轿厢随缆绳向上做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.乘客受到的重力和轿厢对乘客的支持力是一对平衡力
B.乘客受到的重力就是乘客对轿厢的压力
C.缆绳对轿厢的拉力大于乘客受到的重力与轿厢受到的重力之和
D.在这个过程中,轿厢的机械能不变
9.野山鼠擅长打洞,假设山鼠打洞时受到的阻力 f 与洞的深度L 成正比,即f=kL(k为比例常数),则野山鼠从洞深d1打到洞深d2时,需要克服阻力做的功为( ).
A. B.
C. D.
10.如图甲,是猎鹰重型火箭降落回收的过程,通过控制推力,沿竖直方向先从点减速运动到点,再从点匀速运动到点。且。如图乙。忽略火箭质量的变化。则( )
A.火箭的机械能在段减小,段不变
B.火箭在段时,只有重力对火箭做了功
C.段重力做功的功率大于段
D.段火箭的重力势能转化为动能,机械能守恒
二、多选题
11.周末,小亮在家干家务,以下情景他对物体做功的是
A.提着水桶匀速上楼
B.用力提着一袋米原地不动
C.拿着拖把用力拖地
D.端着水盆在水平地面上匀速行走
12.如图所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。小球刚接触弹簧至压缩最短的过程中。不计空气等阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球的机械能不断减小
B.弹簧的弹性势能不断增大
C.小球在最低点时,受到的弹力最大
D.小球动能最大时,弹力小于重力
三、填空题
13.北京时间2025年4月24日17时17分,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,如图所示。当火箭加速升空时,神舟二十号的动能 ,重力势能 (两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
14.拉弯的弓把箭射出去,是把弓的弹性势能转化为箭的 能;射出去的箭运动到最高点时,箭处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
15.某款扫拖机器人,质量为8kg,某时刻水平匀速前进时受到阻力为重力的0.4 倍,则此时机器人的牵引力为 N。某次机器人运行20s内牵引力做功960J,则牵引力的功率为 W。(g取 10N/kg)
16.
(1)如图甲所示是我国自主研发的翼龙-10无人机。该机最大起飞质量超过3.2吨,航程超过4000公里。某一次演习中,利用该无人机投放物资。图乙中无人机向右匀速水平飞行,为了使得物资降落在目标区域,飞机应在位置 (填“A”“B”或“C”)处进行空投。将无人机与物资看作一个整体,空投物资后,无人机的动能 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)如图丙所示,是某款“擦窗机器人”,它的质量为2 kg,在它的“腹部”有一吸盘。当它的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。机器人吸在玻璃上静止时受到的摩擦力大小为 N,其主机内部的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压。(g取10N/kg)
17.如图所示,一架无人机将急救药品送往山区。当无人机静止悬空时,受到的升力与其总重力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”);若无人机以的速度水平匀速飞行,克服空气阻力做功的功率为,则其受到的平均空气阻力为 ;无人机降落时,关闭电机后螺旋桨仍会持续转动数秒才停止,这是由于螺旋桨具有 。
四、计算题
18.如图甲所示的电动叉车托着重量为6000N的货物(如图乙),5s内从A点匀速水平移动到B点,再从B点匀速竖直提升10s到达C点,所用时间及各点间距离如图丙所示。求:
(1)A到B过程,叉车对货物的支持力做的功;
(2)B到C过程,叉车对货物的支持力做的功;
(3)B到C过程,叉车对货物做功的功率。
19.4月28日上午,长沙湘江兴联路大桥正式通车试运行,为“一江两岸”协同发展按下“加速键”。如图所示,该大桥的主桥长4.96km。一辆总质量为2t的汽车以54km/h匀速通过这一桥段时,轮胎与桥面总接触面积为,受到的阻力为车重的0.1倍。求:(取,计算结果均只保留整数)
(1)汽车通过主桥长的时间为多少s?
(2)汽车通过主桥长时对桥面的压强为多少Pa?
(3)汽车通过主桥长时发动机牵引力做功的功率为多少W?
20.如图所示,实心物体漂浮在水面上,现利用电动机通过滑轮组拉动,使向下运动。已知的体积为,密度为,动滑轮重为,电动机工作时拉绳子的功率为且保持不变,,不计绳重、摩擦和水的阻力。求:
(1)物体A浸没在水中时受到的浮力;
(2)物体A向下运动的最小速度;
(3)物体A向下运动过程中,滑轮组机械效率的最大值。
五、实验探究题
21.如图所示是某学习小组探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验操作(甲、乙中小球质量分别为m、2m)。
实验时让小球从同一斜面同一高度由静止开始滚下,目的是使小球到达水平面时具有相同的 ;对比甲图和乙图,可知:在速度一定时, 越大,动能越大;若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
22.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表。
序号
动滑轮重
物体重
物体上升的高度
绳端受到的拉力
绳端移动的距离
滑轮组的机械效率
1
0.5
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
0.5
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
0.5
4
0.1
0.3
(1)根据表格中的数据,在图甲中画出滑轮组的绕绳方法。
(2)实验中,沿 方向拉动弹簧测力计,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应 (选填“保持静止”或“匀速上升”)。
(3)第三次实验时,弹簧测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为 N,滑轮组的机械效率为 。(计算结果保留百分号前一位小数)
(4)分析表格中的数据可知:要提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是 。
23.某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中实验装置如图所示,得到的数据如表所示:
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升;如果测量中弹簧测力计静止时读数,会导致测量的机械效率 选填“偏大”、“偏小”或“不变”;实验中若缺少刻度尺 选填“能”或“不能”完成实验;
(2)通过表中数据可分析出第次实验是用 图所示装置做的实验;
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
(3)通过第次实验和第次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率 ;
(4)小组同学再用第次实验中使用的装置做第次实验,表中第次实验中滑轮组的机械效率 百分号前保留一位小数;
(5)比较第次实验和第次实验可得出结论:使用同一滑轮组, ,机械效率越高。
答案解析部分
1.【答案】A
2.【答案】C
【解析】【解答】A.运动员用力下压跳板,跳板的弹性形变程度变大,弹性势能增大,故A错误;
B.运动员被跳板向上弹起,运动员的质量不变,高度变大,重力势能增大,故B错误;
C.运动员离开跳板向上运动时,质量不变,速度减小,动能减小,故C正确;
D.运动员从最高点下落时,受到空气阻力,一部分机械能转化为内能,机械能减小,故D错误。
故选C。
【分析】质量一定时,高度变大,重力势能变大,速度减小,动能减小;弹性势能和弹性形变程度有关。
3.【答案】A
4.【答案】B
【解析】【解答】A、涂润滑油,可以减小接触面的粗糙程度,进而减小摩擦力,故A错误;
BCD、AB两点高度相同,所以重力势能相同,球受到摩擦力,所以机械能逐渐减小,所以B点动能小于A点动能,即B点的速度大于A点速度,运动状态逐渐发生变化,所以受到非平衡力,故B正确,CD错误;
故选D。
【分析】机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
机械能守恒的条件:不受到摩擦力;
滑动摩擦力影响因素:控制压力相等的情况下,接触面表面越粗糙,滑动摩擦力越大;控制接触面粗糙程度相等的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。
5.【答案】D
【解析】【解答】根据图片可知, 河岸的高度AB=3m,船头到河岸的距离BC=4m,
根据勾股定理可知,图中绳子的长度为,
当船靠岸时,绳子处于竖直方向,即长为AB,是3m,
故绳子被拉的长度为s=5m-3m=2m;
那么拉力做功W=Fs=100N×2m=200J。
故选D。
【分析】首先根据勾股定理计算此时绳子的长度,然后计算出船头靠岸时拉动绳子的距离,最后根据W=Fs计算拉力做功。
6.【答案】C
【解析】【解答】物体动能的大小由质量和运动速度共同决定。无人机在匀速下降的过程中,自身质量不变,运动速度也保持不变,因此动能大小不变;而下降过程中无人机所处的高度不断减小,所以重力势能减小。机械能等于动能与重力势能的总和,由于动能大小不变,重力势能减小,因此总的机械能减小。据此可知ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】 1、动能影响因素:质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大。无人机匀速下降,质量、速度均不变,动能不变。
2. 重力势能影响因素:质量、高度;质量越大,高度越高,重力势能越大。无人机高度降低,质量不变,重力势能减小。
3. 机械能 = 动能 + 势能;本题动能不变,重力势能减小,所以机械能减小。
7.【答案】B
【解析】【解答】AB.物体M从a点运动到c点的过程中,总路程为2m+3m=5m,该滑轮组拉动重物的有效绳子段数为2,因此绳子自由端移动的总距离为s=2s物=2×5m=10m
其中ab段长度sab=2m,bc段长度sbc=3m,对应两段绳子自由端移动的距离分别为s1=2×2m=4m,s2=2×3m=6m
结合图乙可知,ab段和bc段的绳子拉力分别为60N和100N,拉力做的总功为W=W1+W2=F1s1+F2s2=60N×4m+100N×6m=840J
故A错误,B正确;
C.本题中,克服物体摩擦力做的功是有用功。忽略绳重与摩擦,额外功全部来克服动滑轮重力做功,ab段物体移动距离小于bc段,因此动滑轮被拉动的距离也更小,根据W=Gh可知,拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功,故C错误;
D.物体M匀速运动时,根据二力平衡,物体受到的滑动摩擦力等于滑轮对物体的水平拉力,由于bc段绳端拉力100N大于ab段的60N,结合关系式f=F水平=nF绳-G动可知,bc段物体受到的滑动摩擦力更大。整理滑轮组的机械效率公式可得:
动滑轮重力G动不变,从ab段到bc段滑动摩擦力f变大,因此滑轮组的机械效率会变大,故D错误。
故选B。
【分析】1、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算,,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍,
3、功的相关计算:W=Fs,距离为拉力的方向。
4、总功包括两部分,有用功和额外功,其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh,额外功的计算包括总功和有用功的差,也可以根据功的定义W=Fs计算,机械效率:。
8.【答案】A
【解析】【解答】A、乘客匀速直线运动,竖直方向上乘客受到的重力和轿厢对乘客的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体、同一直线,是一对平衡力,故A正确;
B、重力是地球施加的引力,压力是乘客发生形变产生的弹力,二者受力物体、施力物体、性质均不同,不能说重力就是压力,故B错误;
C、整体匀速受力平衡,竖直方向缆绳拉力等于轿厢与乘客总重力,拉力不会大于总重力,故C错误;
D、轿厢匀速上升,质量、速度不变则动能不变,高度变大重力势能变大,机械能等于动能加重力势能,因此机械能变大,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、考查二力平衡判定,满足同物、等大、反向、共线四个条件即为平衡力;
B、考查重力与弹力区别,两种力的产生原因、受力对象不同;
C、考查平衡状态受力特点,匀速运动物体合力为零;
D、考查机械能变化判断,机械能包含动能与重力势能,高度升高重力势能增大。
9.【答案】A
【解析】【解答】根据题意,f与深度成正比,阻力与深度之间的关系为f=kL,图中,d1到d2间的梯形面积,表示做功多少,
根据W=FL,克服摩擦力做功为:,A符合题意。
故选A。
【分析】根据题意作出阻力与距离间的关系,再借助v-t图象,图象与时间轴围成的面积表示功。图象与横轴所围成的面积,可表示克服阻力所做的功。
10.【答案】C
11.【答案】A,C
【解析】【解答】 A.提着水桶匀速上楼时,水桶受到竖直向上的拉力,且水桶在拉力方向移动了距离,则拉力对水桶做功,故A符合题意;
B.用力提着一袋米原地不动时,米袋受到竖直向上的拉力,但米袋没有在拉力的方向上移动距离,因此对米袋不做功,故B不合题意。
C.拿着拖把用力拖地时,拖把受到水平方向的推力或拉力,且拖把在力的方向上移动了距离,做功,故C符合题意。
D.端着水盆在水平地面上匀速行走时,水盆受到竖直向上的支持力,而水盆移动的方向是水平的,因此对水盆不做功,故D不合题意。
故选AC。
【分析】做功的两个条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上移动一段距离。
12.【答案】A,B,C
13.【答案】增大;增大
【解析】【解答】火箭加速升空过程中,神舟二十号的质量不会发生改变,升空时速度不断增大、距离地面的高度不断升高,动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,因此神舟二十号的动能与重力势能都会增大。
【分析】机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比。
14.【答案】动;非平衡
15.【答案】32;48
【解析】【解答】 扫拖机器人的重力为G=mg=8kg×10N/kg=80N,因机器人匀速行驶时处于平衡状态,其受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,此时机器人的牵引力为:F牵=f=0.4G=0.4×80N=32N;
牵引力的功率为:
【分析】知道扫拖机器人的质量,根据G=mg求出其重力;扫拖机器人匀速行驶时处于平衡状态,其受到的牵引力和阻力是一对平衡力,根据F牵=f=0.4G求出此时机器人的牵引力;利用
P=求出牵引力做功的功率。
16.【答案】(1)A;变小
(2)20;小于
17.【答案】平衡力;10;惯性
18.【答案】(1)0J;
(2)6000J;
(3)600W
19.【答案】(1)解:根据题意可知,汽车通过的路程等于大桥的主桥长度4.96km,速度为 ,
则车通过大桥的时间。
(2)解:汽车对水平地面的压力等于汽车的重力,
即;
轮胎与桥面总接触面积为
则汽车静止时对水平地面的压强。
(3)解:根据题意可知, 汽车受到的阻力为车重的0.1倍,
则汽车受到的阻力;
汽车匀速行驶时处于平衡状态,
则牵引力等于阻力,即;
汽车通过主桥长时发动机牵引力做功的功率为。
【解析】【分析】 (1)利用速度公式变形计算汽车通过主桥长的时间;(2)静止时汽车对水平地面的压力等于汽车的总重力,利用求解压强;
(3)根据f=0.1G总计算汽车受到的阻力,然后利用二力平衡知识得出牵引力大小,然后利用P=
=Fv求解汽车通过主桥长时发动机牵引力做功的功率。
(1)汽车的速度
由得,车通过大桥的时间
(2)静止时汽车对水平地面的压力
汽车静止时对水平地面的压强
(3)汽车匀速行驶时,牵引力
汽车通过主桥长时发动机牵引力做功的功率为
20.【答案】(1)解:物体A浸没在水中时,
所以根据阿基米德原理,物体A浸没在水中时受到的浮力为
(2)解:A的质量为
A的重力为
由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,由
可知,当绳子对物体A拉力最大时,A向下运动的速度最小,当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,电动机对绳子的拉力为
所以绳子端向上运动的最小速度为
则A向下运动的最小速度
(3)解:由滑轮组机械效率的影响因素可知,当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,滑轮组的机械效率最大,因为不计绳重、摩擦和水的阻力,滑轮组机械效率的最大值为
【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理计算物体A浸没在水中时受到的浮力;
(2)结合G=mg计算A的重力,由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,由可知,当绳子对物体A拉力最大时,A向下运动的速度最小,电动机对绳子的拉力为,据此计算绳子端向上运动的最小速度,A向下运动的最小速度;
(3)结合效率公式计算 滑轮组机械效率的最大值。
(1)物体A浸没在水中时,
所以根据阿基米德原理,物体A浸没在水中时受到的浮力为
(2)A的质量为
A的重力为
由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,由
可知,当绳子对物体A拉力最大时,A向下运动的速度最小,当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,电动机对绳子的拉力为
所以绳子端向上运动的最小速度为
则A向下运动的最小速度
(3)由滑轮组机械效率的影响因素可知,当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大,滑轮组的机械效率最大,因为不计绳重、摩擦和水的阻力,滑轮组机械效率的最大值为
21.【答案】初速度;质量;不能
22.【答案】(1)
(2)竖直;匀速上升
(3)1.8;74.1%
(4)增大提升物体的重力
【解析】【解答】(1) 根据表格数据,绳子自由端移动距离 s=0.3m,物体上升高度 h=0.1m,承担物重绳子段数 ,按照奇动偶定原则进行绕绳:绳子起始端固定在动滑轮上端挂钩处,先向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,绳子自由端竖直向上。
(2) 实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速上升。如果弹簧测力计静止时读数,绳与滑轮之间的摩擦没有体现在测力计示数上,测得的拉力会偏小,计算得到的机械效率偏大,因此要在物体匀速上升状态读取测力计示数。
(3) 弹簧测力计分度值为 0.1N,拉力 F=1.8N。 有用功
总功, 机械效率
(4)滑轮组的机械效率
由公式可知,同一套滑轮组,动滑轮重力 G 动保持不变,提升物体的重力越大,滑轮组机械效率越高。所以增大提升物体的重力,可以提高滑轮组的机械效率。
【分析】 1. 滑轮组绳子段数 n=s/h;奇动偶定绕绳原则,n 为奇数,绳子固定端接动滑轮。
2. 测滑轮组机械效率操作要点,竖直匀速拉动,不能静止读数;静止读数会忽略摩擦,拉力测量值偏小,效率计算值偏大。
3. 知识点:有用功 W有 = Gh,总功 W总 = Fs,机械效率。
4. 知识点:不计绳重摩擦,;同一滑轮组,提升物重越大,机械效率越高;提升相同重物,动滑轮越轻,效率越高。
(1)由表格数据得,承担物重的绳子段数
根据“奇动偶定”原则,绕绳:绳子一端固定在动滑轮上端挂钩,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,如下图所示:
(2)实验中需要保证滑轮组受力平衡,拉力大小稳定,因此沿竖直方向拉动弹簧测力计;若弹簧测力计保持静止读数,不会计入绳与滑轮间的摩擦,测得拉力偏小,机械效率偏大,因此需要让物体匀速上升时读数。
(3)弹簧测力计分度值为,指针读数为,即绳端拉力。 有用功
总功
机械效率
(4)滑轮组的机械效率
由表格数据和上面表达式可知,同一滑轮组(动滑轮重不变),提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,因此提高机械效率的措施是增大提升物体的重力。
23.【答案】(1)匀速;偏大;能
(2)甲
(3)越低
(4)
(5)提升物体的重力越大
【解析】【解答】(1)实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码匀速上升,此时系统处于平衡状态,弹簧测力计示数大小等于拉力大小。
弹簧测力计静止读数时,没有计入滑轮转动的摩擦力,测得的拉力偏小。根据,总功偏小,有用功不变,计算得到的机械效率偏大。
滑轮组机械效率,h会被约去,不需要测量高度,所以缺少刻度尺能完成实验。故答案为: 匀速 ;偏大;能;
(2)第 1 次实验,钩码上升高度,绳端移动距离,承担物重绳子段数,甲图滑轮组绳子段数,所以选用甲装置。
故答案为:甲;
(3)第 1、2 次提升相同重物,第 2 次动滑轮个数更多,机械效率从降到,可得:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮个数越多,滑轮组机械效率越低。
故答案为:越低;
(4)第 3 次实验,,,,
,
。
故答案为:;
(5)第 1、3 次是同一套滑轮组,提升物体重力变大,机械效率升高,结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越高。
故答案为:提升物体的重力越大;
【分析】(1)考查滑轮组实验操作;匀速拉动保证受力平衡,测力计示数等于实际拉力。
考查误差分析;静止读数忽略摩擦,拉力测量值偏小,由,总功偏小,效率计算结果偏大。
考查机械效率推导公式;,不需要测量h、s,不用刻度尺。
(2)考查绳子段数计算;,通过s与h求出绳子段数,匹配对应滑轮组装置。
(3)考查动滑轮重力对效率的影响;提升物重不变,动滑轮越重,额外功占比变大,机械效率降低。
(4)考查机械效率计算;,,,代入数值运算,按要求保留一位小数。
(5)考查物重对滑轮组效率的影响;同一滑轮组,动滑轮重力不变,提升重物越重,有用功占总功比例越大,机械效率越高。
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