11.3 第2课时机械效率的测量-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

动摩擦力f=nF=3×80%×20N=48N,故A正确：拉 力F做功的功率P-W=F=F=Fm=20NX3X 0.2m/s=12W,故B错误；拉力F做的总功W信=Fs'= Fs=Ft=20NX3×0.2m/s×10s=120J,故C正确； 拉力F做的有用功W有用=f=ft=48NX0.2m/s× 10s=96J,故D正确。 6.D由题可知，细管缠绕在圆柱体上后相当于一个斜面， 由图可知，a点到b点的高度h=5×12×102m=0.6m, 拉小球上升时，有用功W有用=Gh=1.5N×0.6m=0.9J, 总功Wa=F=1N×1.5m=1.5J,所以缠绕在圆柱 体上的细管的机械效率)=W里X10m%=0.× W总 1.5J 100%=60%。 7.解：(1)机械中摩擦力及绳重忽略不计，滑轮组的机械 N有照×100%=G十G)方×1o0%G+G 效率1一W启 Gh G 100%=50%,则动滑轮的重力G动=G=400N(2)滑轮 G' 组的机械效率为60%时，有)一GG×100%= G+400N×100%-60%,解得G=600N G 8.12040105 C解析)拉力做的总功W点=Fs=100NX8m=800J,斜面 倾角为30，根据几何关系，木箱上升的高度A=8mX号 4m,根据W×10%可知，拉力做的有用功W用 7W总=60%×800J=480J,则木箱受到的重力G= W有用=480J=120N;克服摩擦力做的额外功W领外= 4m W。-W有用=800J一480J=320J,则摩擦力f=V= 320J=40N,倾角为45°时，木箱上升的高度h'=8mX 8m ≈5.6m,克服重力做的有用功W有用'-Gh'=120NX 2 5.6m=672J,则拉力做的总功Wg=W省用_672 80% 840J,由w.=可得拉力r'_w三'-80】-105N. s 8m 9.C由图丙、丁可知，0~1s内重物静止在地面上，因此 滑轮组对重物做功为零，故A错误：由图甲可知，n=3,由 图乙、丁可知，在1~2s内，拉力F2=50N,重物上升高度 h2=1.25m,绳自由端移动的距离s2=nh2=3×1.25m= 3.75m,拉力做的功W=F2s2=50N×3.75m=187.5J, 故B错误：由图乙、丙可知，在2~3s内，重物做匀速直线 运动，拉力F3=40N,u3=2.50m/s,绳自由端移动的速度 ,'=m,=3×2.50m/s=7.5m/s,因为P=W_E= tt Fu,所以拉力的功率P=F3v3'=40N×7.5m/s=300W, _W者里×100%= 故C正确：因为滑轮组的机械效率)=W。 尝×10%悬 =Gh×100%= =E×100%,所以2一3s内滑 轮组的机械效率)一F GX100%=3X40N×100%≈ 83%,故D错误 第2课时机械效率的测量 1.(1)匀速(2)钩码所受的重力G/N88.9%(3)高 (4)无关(5)增加物重（合理即可） 〔解析)(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码 竖直向上做匀速直线运动，此时系统处于平衡状态，测力 计示数等于拉力大小。(2)在实验中，用钩码代替重物，所 以表格中①横线处应填的内容为钩码所受的重力GN;钩 码上升的高度h=10cm=0.1m,绳端移动的距离s= 30cm=03m机枝效率y×10%-尝×10%- 4NX01m×100%≈8.9%。(3)分析1、2,3次的实 1.5N×0.3m 验数据可知，同一滑轮组，钩码上升的高度与绳端移动的距 离相同，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。(4)分 析3、4次的实验数据可知，同一滑轮组，钩码上升的高度不 同，滑轮组的机械效率相同，则滑轮组的机械效率与钩码 上升的高度无关。 2.C若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上，阻力不变，动 力臂变小，阻力群变小，如图甲所示。根据数学知识可知， Lz_OB'OB'OB 工，0AOM一OA,所以动力臂与阻力臂的比值不变，因 为阻力不变，根据杠杆的平衡条件知，弹簧测力计的示数 应该不变，故A错误；克服杠杆重力做的功为额外功，仅增 加钩码个数，杠杆重力和杠杆上升的高度不变，拉力所做 额外功不变，故B错误；仅将拉力的作用点从A点移到C 点，钩码和杠杆还是上升原来的高度，则有用功不变，额外 功他不变，总功不变，根据)×100%可知，机横效 率不变，故C正确；仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，钩 码还是上升原来的高度，有用功不变，如图乙所示，钩码由 B点移到C点，上升高度不变，仍为h,根据数学关系可知， 杠杆提升的高度变小，额外功变小，又因为总功等于额外 功与有用功之和，所以拉力做的总功变小，故D错误。 甲 乙 (第2题图) 3.(1)左(2)60(3)木块重力其他条件相同时，斜 面倾角越大，斜面的机械效率越高(4)能使木块所受拉 力的方向与斜面平行（⑤）< 〔解析)(1)斜面的倾角靠长木板下面的垫块左右移动来 改变，垫块向左移动倾角变大，垫块向右移动倾角变小。 W有用×100%= (②)第2次实验，斜面的机械效率”=W。 会×1w%-8N8<10K=0K.由表可 知，第1、2次实验控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角）不 变，改变的是木块的重力，因此是探究斜面机械效率与木 块重力的关系；对比2、3次实验数据可知，其他条件相同 时，斜面倾角越大，斜面的机械效率越高。(4)利用滑轮改 变了绳子的方向，使木块所受拉力的方向与斜面始终平 行，使示数更加准确稳定，读数时也更方便。(5)由图丙可 知，斜面AB的倾角小于斜面AC的倾角，所以木块沿AB 运动时拉力较小，即F,<F2:斜面光滑，所以沿斜面拉木 块时不做额外功，即拉力做功等于有用功，而木块重力和 上升高度均相同，则有用功相同，所以拉力在两斜面上做 功相同，即W,=W2。 4.(1)弹簧测力计(2)C(3)几个重力不同的滑轮 (4)大于50%且小于或等于90.9% 〔解析)(1)在此实验中，提升的物体是钩码，同时需要用 弹簧测力计测量钩码的重力和绳端拉力。(2)使用滑轮组 提升钩码时，动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重、 细绳的重和细绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩 擦角度考虑，随着钩码重力的增大，细绳与滑轮间的摩擦 在一定程度也会增大；同时，钩码重力增大，有用功逐渐增 大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大， 但由于摩擦也在增大，故机械效率？与钩码重力G的关系 并不成正比，故C符合题意。(3)为了验证猜想二：滑轮组 机械效率与动滑轮所受的重力有关，要改变动滑轮的重 力，故还需增加的实验器材是几个重力不同的滑轮。 (4)由第一组实验数据知，nF,一G=2×0.7N一1.0N= 0.4N,由第二组实验数据知，nF2一G=2×1.2N 2.0N=0.4N,由第三组实验数据知，nF3一G”=2× 1.7N-3.0N=0.4N,故根据nF=G+G动得F= 2G+G,),提起钩码的重力G=2F*-G=2× 2.2N一0.4N=4N,所以滑轮组的最大机械效率7= W有用×100%=F数大 Gh W名 ×100%= G”×100%= nF最大 2X22N×100%≈90.9%：根据F=G+G)知，要保 4N 持省力的情况下提升钩码，G>G动，滑轮组的最小机械效 W有用×100%一Gh+G动h Gh ×100%= G一X G十G动 %>七X100%专2=50%，故滑轮组的机械效率 范围是大于50%且小于或等于90.9%。 专题特训一机械效率的综合计算 1.364010变大 〔解析)有用功等于克服物体重力做的功，W有用=Gh= 180NX0.2m=361由72×10%可得，点功W& W租=36-40J:因为0A=子0C,B为0C的中点（即 790% B点为杠杆的重心)，所以，由数学知识可知，当物体上升 0.2m时，重心B点将上升0.4m,不计摩擦，由7= W有用X100%一W有用十W外 ,W有用，一X100%和W领外=G米N'可 36J 得：90%一36J十GX0.4m·解得G*=10N。根据图示 可知，将物体移动到B点时，提升相同高度，B点上升的高 度小些，故有用功相同，额外功减小，总功减小，根据”= W有甩X100%可知，机械效率变大。 W总 2.解：(1)设脚对B点的力为F,碓头的重力为G,OA为 阻力臂l2,OB为动力臂L1,根据杠杆平衡条件F,l1=Fzl2 得，F=GX0A_30X1.5m-=150N,所以脚至少用150N OB 0.3m 的力才可以将碓头拾起(2)每踩一次对碓头做的功 W有用=Gh=30NX0.6m=18J(3)人1min做的有用 功W有用'=30X18J=540J,人1min做的总功W总=Pt= 15wX60=01.机枝数率)-×1网%-× 100%=60% 3.斜面100020% 〔解析)这种千斤顶是利用了斜面的原理；汽车的重力G= mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×10N,顶起汽车后轮第2课时 机械效率的测量 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.[2025广东东莞校级期中]在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验小组用如图所示的装置进行 了实验，记录的实验数据如表所示。 序 号① 钩码上升的高度/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ② 宫 3 6 10 2.2 30 90.9% 乙 4 6 15 2.2 45 90.9% (第1题图) 5 6 10 3.3 20 90.9% (1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做 直线运动。 (2)表格中①横线处应填的内容为 ,②横线处计算出的机械效率为 (结果精确到0.1%)。 (3)分析1、2、3次的实验数据可知，同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越 (选填“高”或“低”)。 (4)分析3、4次的实验数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或 “无关”)。 (5)根据实验结论可知，提高滑轮组的机械效率可采取的措施是 (写出一条即可)。 刀二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 2.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保 持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)。下列说法 正确的是 A.杠杆转动过程中，弹簧测力计示数会变小 B.仅增加钩码个数，拉力所做额外功增大 C.仅将拉力的作用点从A点移到C点，杠杆的机械效率不变 铁架台 D.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，拉力做的总功变大 (第2题图) 3.实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”，改变斜面倾角（斜面 与水平面的夹角)和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据 如表所示。 实验 斜面 斜面 斜面 木块 沿斜面 机械 次序 倾角 高度h/m长度s/m重力G/N拉力F/N 效率1 1 30 0.6 1.2 5.0 4.2 60% 垫块 (第3题图甲) 2 30 0.6 1.2 3.0 2.5 3 45° 0.85 1.2 3.0 2.8 76% 拔尖特训·物理（沪粤版）九年级 (1)实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由30°变为45°，应将垫块向 (选填“左” 或“右”)移动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为 %。 (3)第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与 的关系；分析第2、3次实验的数据，可 知 (4)如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处 是 (第3题图) (5)如图丙，将同一木块分别沿光滑的斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加 的力分别为F1、F2,拉力做的功分别为W1、W2,则力F F2,拉力做的功W W2。(选填“>”“<”或“=”) 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维 4.在“测量滑轮组机械效率”的实验中，同学们用如图所示的滑轮组提升钩码，并作出了如下猜想： 猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关。 猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm ① 1.0 20.0 0.7 40.0 ② 2.0 20.0 1.2 40.0 (第4题图) ③ 3.0 20.0 1.7 40.0 (1)为了验证猜想一，准备器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、若干钩码、刻度尺和 用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示。 (2)分析表中数据，通过计算可知：改变钩码的重力G,则滑轮组的机械效率？与钩码重力G的关 系可能符合 ↑n/% ↑n/% ↑n/% ↑n/% 100-- 100 100 100 LLLLLLLLE 0 G/N 0 G/N G/N G/N A. B. C. D. (3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是 (4)根据题中数据可知，如果细绳能承受的最大拉力是2.2N,保持省力的情况下提升钩码，请写 出滑轮组机械效率的范围。（不计绳重和摩擦） 8 >“答案与解析”见P4