江西省2016-2020中考物理1年模拟真题分类汇编专题：12功功率机械效率含解析

江西省2016-2020中考物理1年模拟真题分类汇编专题：12功功率机械效率含解析

1 专题 12 功功率机械效率 真题再现 1．（2020 江西）．如图所示，将重 6N 的物体匀速拉高 20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和 摩擦，以下说法正确的是（ ） A．绳子自由端被拉下 1.2m B．绳子对地面的拉力为 1N C．对物体所做的功为 1.2J D．横梁受到的拉力为 9N 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】 A．滑轮组的动滑轮绕 4 段绳，绳子自由端移动的距离 s=4h=4×0.2m=0.8m 故 A 错误； B．不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，地面对绳子的拉力 F= 1 1 6N=1.5N4 4G   绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是相互作用力，所以绳子对地面的拉力是 1.5N，故 B 错误； C．对物体所做的功为 W=Gh=6N×0.2m=1.2J 故 C 正确； D．横梁受到 6 段绳子的拉力，所以 F 横梁=6F=6×1.5N=9N 故 D 正确。 2 故选 CD。 2．（2019 江西）如图所示，是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据，描绘出的 s-t 图象.请你根据图象，求: (1)20min～40min 时间段内汽车的速度； (2)0～50min 时间段内汽车的平均速度； (3)若汽车以速度 v 匀速行驶时间 t，已知汽车总重为 G，匀速行驶时受到的阻力为汽车总重的 1/n，求 汽车在这段时间内的功率．(温馨提示:本问计算结果请用字母表示) 【答案】（1）80km/h（2）96km/h（3）P= Gv n 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由图象可知，汽车在 20min～50min 内，做匀速直线运动，速度为： v1= s t   = 40km 30min = 4 3 km/min=80km/h， (2)前 50min 内的平均速度为： v= s t = 80km 50min = 8 5 km/min=96km/h (3)若汽车以速度 v 匀速行驶时间 t，已知汽车总重为 G，匀速行驶时牵引力等于阻力，由 P= W t = Fs t =Fv 可得汽车在这段时间内的功率：P=Fv=fv= Gv n 3．（2017 江西）如图所示，是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景，此现象说明力能改变物体的 ________，台球在桌面上滚动的过程中，球杆对台球________（选择“做功”或“不做功”）． 3 【答案】运动状态不做功 【解析】 【详解】 力的作用效果是：一是可以改变物体的运动状态，二是可以使物体发生形变．由图中的场景说明力能改 变物体的运动状态．做功的两个必要因素是有力作用在物体上，且物体在力的方向上移动一段距离．台 球在桌面上滚动的过程中，球杆对台球没有力的作用，故不做功． 4．（2017 江西）如图所示，是跳伞运动员在匀速下落过程中，下落的速度 v、下落的路程 s、重力做的 功 W 和重力做功的功率 P 随时间 t 变化规律的图像，其中正确的是 A． B． C． D． 【答案】AD 【解析】 试题分析：由题意知：是跳伞运动员在匀速下落过程中，下落的速度 v 保持不变，故选项 A 是正确的； 下落的路程 s 与时间成正比，选项 B 是错误的；由 W=Gh=Gvt 知重力做的功 W 与时间成正比，选项 C 是 错误的；而重力做功的功率 P=Gv，其随时间 t 变化规律的图像如图 D 所示．故本题正确选项是 A、D． 【考点定位】速度、路程、功与功率的关系． 5．（2016 江西）在测“滑轮组的机械效率”的活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记 A（如 图甲所示），然后用大小为 F 的拉力匀速竖直向上提升总重为 G 的钩码．当钩码上升的高度为 H 时，瑞 瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记 B，并测得 AB 两点间的距离为 2H（如图乙所示），则以下所 求物理量正确的是（） 4 A．拉力所做的功 W＝2FH B．拉力所做的有用功 W 有用＝GH C．该滑轮组的机械效率η＜1 D．该滑轮组的机械效率η＝G/（3F） 【答案】BCD 【解析】 试题分析：由图示可知，滑轮组由 3 段绳子吊着物体，物体上升 H，绳端应上升 3H，故拉力所做的功 W=3FH， 故 A 错；拉力所做的有用功就是克服重力所做的功 W 有用＝GH，故 B 正确；由于不可避免地要做额外功所 以机械效率η＜1，故 C 正确；滑轮组的机械效率η＝W 有/W 总=GH/3FH=G/（3F），故 D 正确；应选 BCD． 【考点定位】功的计算；机械效率 最新模拟 6．（2020·山东枣庄� 初三二模）用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重 1000N 的物体 A，使物体 A 在 4s 内匀速前进了 4m，物体 A 受到地面的摩擦力 f=300N，所用拉力 F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑 轮间的摩擦．下列说法中正确的是 A．绳子自由端在 4s 内移动了 8m B．物体 A 重力做功的功率为 1000W C．物体 A 克服摩擦力做的功为 480J D．滑轮组的机械效率约为 83.3% 【答案】D 【解析】 【详解】 A．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数 n=3，因此物体 A 在 4s 内匀速前进了 4m，则 绳子自由端在 4s 内移动了 s 绳子=3×4m=12m。故 A 错误。 5 B．物体在重力方向上没有做功，所以物体 A 重力做功的功率为 0，故 B 错误。 C．物体 A 克服摩擦力做的功 W 有用=fs=300N×4m=1200J，故 C 错误。 D．由题可知：物体 A 克服摩擦力做的功 W 有用=fs=300N×4m=1200J，拉力 F 所做的总功 W 总=Fs 绳子 =120N×12m=1440J，所以滑轮组的机械效率 0 00 0 1200J100 100 83.3%1440J W W      有用 总 ， 故 D 正确为答案。 7．（2020·江苏天宁� 常州外国语学校初三其他）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽 略绳重及一切阻力．用图甲绕法提升重为 900N 的物体时，机械效率为 0.9 ．下列判断正确的是 A．拉力 F1 的大小为 450N B．用图乙绕法匀速提升 400N 重物时，机械效率为 0.8 C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大 D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F2 做功少 【答案】B 【解析】 【详解】 A．忽略绳重及一切阻力，用图甲绕法匀速提升重为 900N 的物体时，机械效率为 90%， 图甲中 n=2，由 W Gh Gh G W Fs Fnh Fn     有 总 可得拉力 F1 的大小： 1 900N = 500N2×90% GF n  故 A 错误； B．图甲中，根据  1 1 2F G G  动 可得动滑轮的重力： G 动=2F1-G=2×500N-900N=100N； 6 忽略绳重及一切阻力，滑轮组的机械效率 W W Gh G W W W Gh G h G G        有 有 总 额 动 动有 ，则用图乙绕法 匀速提升 400N 重物时，其机械效率为： 400N= ×100% = 80%400N +100N G G G h      动 故 B 正确； CD．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，有用功相同，忽略绳重及一切阻力，克服动滑轮做的功是额 外功，因同一滑轮组中动滑轮的重不变、提升高度相同，额外功相同，总功相同（即 F1 和 F2 做功相同）， 机械效率也相同，故 CD 错误； 8．（2020·阳新县富川中学初三其他）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体 A 相对于地面静止，物体 B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳 子之间的摩擦）．下列说法错误的是（） A．F2 的功率为 0.6W B．弹簧测力计读数为 9N C．物体 A 和地面之间有摩擦力 D．如果增大 F2，物体 A 可能向左运动 【答案】D 【解析】 A、由图知，水平使用滑轮组，对于物体 B 来说，n=2，拉力端移动速度 2 2 0.1m/s 0.2m/sv v   物 ， 拉力做功功率 2 2 3N 0.2m/s 0.6WP F v    ，故 A 正确； B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，如图弹簧测力计端由三段绳子拉着， 所以示数为： 23 3 3N 9NF F    ，故 B 正确； C、物体 A 受到 B 向左的摩擦力为 2 3N 6N  ，受到向右的拉力 F1 为 4N，，物体 A 静止受力平衡，所以 受到地面向右 2N 的摩擦力，即物体 A 与地面之间有摩擦力，故 C 正确； D、因为 A、B 间的压力和接触面粗糙都不变，所以增大 F2，物体 B 会做加速运动，但 A、B 间摩擦力不 变仍为 6N，，即 A 仍然保持静止，故 D 错误． 7 故选 D． 点睛：重点是平衡状态的判断，要牢记匀速运动时物体一定平衡，本题中物体 A 受到 B 的摩擦力，地面 的摩擦力和拉力 F２，此三个力平衡． 9．（2020·山东淄川� 初三一模）如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面 AC、BC 匀 速推上顶端，推力分别为 F1、F2，功率分别为 P1、P2，在不考虑摩擦的情况下 A．F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2 C．F1＝F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＜P2 【答案】A 【解析】 【分析】 （1）斜面倾斜角度越大，越费力，斜面 AC 的倾斜角度小于斜面 BC，所以斜面 AC 更省力， （2）不考虑摩擦的情况下，斜面光滑，使用光滑的斜面没有额外功；根据功率的计算公式 t WP  ，结 合做功的多少和所用时间的多少分析所做的功的功率大小． 【详解】 由于斜面 AC 倾斜角度小于 BC，所以物体沿 AC 运动时拉力较小，即 F1 ＜F2；拉力在两斜面上做的有用功 相同，即都等于克服物体重力所做的功，又因为不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，所以，拉力做 功相同，即 W1 =W2，所用时间相同，由 P=W/t 知道，拉力做功的功率相同，即 P1 =P2，故选 A． 【点睛】 本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为 0， 使用任何机械都不省功． 10．（2019·黑龙江道里� 中考模拟）如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量 相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是 8 A．甲更省力，甲机械效率大 B．乙更省力，机械效率一样大 C．乙更省力，乙机械效率大 D．甲更省力，机械效率一样大 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知，作用在乙上绳子的股数是 3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不 计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同，则提升相同高度时，甲乙所做的有用 功和额外功均相同，故机械效率一样大．故本题正确选项是 B． 11．（2020·江苏连云港� 初三一模）用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组把重 400N 的物体匀速提 升 0.5m，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法中正确的是（ ） A．额外功一定是 50J B．拉力大小一定是 250N C．动滑轮重一定是 100N D．拉力通过的距离一定是 1m 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 A．把重 400N 的物体匀速提升 0.5m，对物体做的有用功 400N 0.5m 200JW Gh   有用功 9 由 100%W W   有用功 总功 可得总功 200J 250J80% WW   有用功 总功 则额外功 - 250J -200J 50JW W W  额外功 总功 有用功 A 正确； B．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组有两种方式，如下图。对左图滑轮组，承担物重的绳子股数 3n  ，拉力通过的距离 3 0.5m 1.5ms nh    根据W Fs 可得拉力 F 的大小 250J 500 N1.5m 3 WF s   总功 对右图滑轮组，承担物重的绳子股数 2n  ，拉力通过的距离 ' 2 0.5m 1ms n h     根据W Fs 可得拉力 F 的大小 250J 250N1m WF s     总功 所以，拉力大小可能是 500 N3 ，可能是 250N ，B 错误； C．当不计绳重和摩擦，由W G h 动滑轮额外功 可得动滑轮重 50J 100N0.5m WG h   额外功 动滑轮 10 实际使用时绳重和摩擦也产生额外功，所以动滑轮重一定不是 100N，C 错误； D．由上述可知，拉力通过的距离可能是1.5m ，可能是1m ，D 错误。 故选 A。 12．（2020·新疆初三其他）工人用如图所示的滑轮组,在时间 t 内,将重为 G 的货物匀速提升了 h,人对 绳子竖直向下的拉力恒为 F。以下说法正确的是 A．拉力 F 的功率为 2Fh/t B．额外功为(2F-G)h C．滑轮组的机械效率为 G/3F D．滑轮组的机械效率随 h 的增大而增大 【答案】AB 【解析】 【详解】 由图分析得动滑轮上为两段绳子，则倍数关系为两倍，则货物上升高度为 h 时，拉力拉了 2h，故拉力 F 的功率为 2hP Fv F t   ，额外功 2 (2 )W F h G h F G h     额 ，机械效率 2 2 W Gh G W Fh F    有 总 ， 由公式可得机械效率与 h 大小无关。 13．（2020·河北唐山� 初三三模）如图所示，重为 G 的物体 A 在拉力 F 的作用下，以 v 的速度匀速运 动了 h。每个滑轮的重力为 G0，克服摩擦所做的额外功占总功的十分之一，不计木板和绳子的重力。下 列说法正确的是（ ） A．使用该滑轮组一定省力 B．拉力的功率为 2Fv 11 C．额外功为 2G0h D．滑轮组的机械效率为 4 G F 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 A．滑轮组结合了动滑轮和定滑轮的特点，既能省力也能改变力的方向，故 A 正确； B．由图可知绳子承担物体的段数 n 为 4，物体以 v 的速度匀速运动了 h，则绳子自由端的速度 4v nv v 绳 物 则绳子自由端拉力 F 的功率为 4FsWP Fv Fvt t    绳 绳 故 B 错误； C．由图可知绳子承担物体的段数 n 为 4，物体以 v 的速度匀速运动了 h，则绳子自由端移动的距离 4s nh h 绳 物 拉力做的功为总功是 = 4W Fs Fh绳总 每个滑轮的重力为 G0，克服摩擦所做的额外功占总功的十分之一，不计木板和绳子的重力，则克服摩擦 力做的额外功为 1 1 2410 10 5W W Fh Fh  额1 总 还有动滑轮随物体上升克服重力做的额外功 02W G h G h 额2 动 则整个滑轮组所做的额外功为 02 2 25W W W Fh G h   额 额1 额 故 C 错误； D．不计木板和绳子的重力，物体克服重力做的功为有用功 W G h Gh 有 物 则滑轮组的机械效率 12 4 4 W Gh G W Fh F    有 总 故 D 正确。 故选 AD。 14．（2020·河北遵化� 初三三模）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重 G=9×104N 的货物 A 沿斜面向上匀速运动。货物 A 的速度为 v=2m/s，经过 t=10s，货物 A 竖直升高 h=10m。已知汽 车对绳的拉力 F 的功率 P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求： （1）t 时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率。 【答案】（1）1.2×106J；（2）20000N；（3）75%。 【解析】 【详解】 (1)．由 WP t 可得 t 时间内汽车对绳的拉力所做的功： W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J； (2)．10s 内货物移动的距离： s 物=vt=2m/s×10s=20m， 由图知，n=3，拉力端移动距离：s=3s 物=3×20m=60m， 由 W=Fs 可得汽车对绳的拉力大小： 61.2 10 J =20000N60m WF s   ； (3)．不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力： F 拉=3F=3×20000N=60000N， 斜面的机械效率： 13 49 10 N 10m 100% 75%60000N 20m W Gh W F s        有用 总 拉 物 。 答：(1)．t 时间内汽车对绳的拉力所做的功为 1.2×106J； (2)．汽车对绳的拉力大小为 20000N； (3)．斜面的机械效率为 75%。 15．（2020·江苏宿迁� 初三其他）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重 G 物的关系，改 变 G 物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与 G 物的关系如图乙所示。若不计绳重和摩擦，则： ①此滑轮组动滑轮的重力为______N。 ②将物重为 15N 的重物提升 4m，拉力需要做______J 的功； ③当 G 物不变，只改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率将______(选填“变大”、“不变”或“变 小”)。 【答案】376 不变 【解析】 【分析】 【详解】 ①[1]由图乙可知，物体重为 12N 时，机械效率为 80%，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 12N= = = = =80%12N+ W Gh G W Gh G h G G G    有用 总 动 动 动 解得 G 动=3N。 ②[2]物重为 15N 的重物提升 4m，拉力需要做的功为 1 1 1= + = 15N 4m 4N 4m 76JW W W G h G h     总 有用 额 动 ③[3]若不计绳重和摩擦，当 G 物不变，只改变图甲中的绕绳方式，额外功为 W 额=G 动 h，将同一物体提升 相同的高度，额外功不变，总功不变，机械效率不变。 16．（2020·内蒙古临河� 初三零模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装 14 置图，已知井深 12m，物体重 G=6×103N，汽车质量为 m 车=3×103kg，汽车有四个轮子，每个轮子与地面 的接触面积是 250cm2，汽车匀速拉绳子时的拉力 F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的 0.1 倍．汽车 运动的速度为 3m/s，g=10N/kg。则求： （1）汽车静止在水平地面上时对水平地面的压强是多少___？ （2）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功___？ （3）滑轮组的机械效率为多少___？（保留一位小数） （4）将物体由井底拉至井口需要多长时间___？ （5）汽车牵引力为多少___？牵引力的功率为多少 kW____？ 【答案】3×105Pa7.92×104J90.9%12s5.2×103N1.56×104W 【解析】 【分析】 【详解】 (1)汽车静止在水平地面上时对水平地面的压力 F＝G 车＝m 车 g＝3 103kg 10N/kg＝3 104N 则汽车静止在水平地面上时对水平地面的压强 p＝ 4 4 2 3 10 N 4 250 10 m F S     ＝ ＝3 105Pa (2)由图知，n＝3，将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离 s＝3h＝3 12m＝36m 汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功 W 总＝Fs＝2.2 103N 36m＝7.92 104J (3)有用功 W 有用＝Gh＝6 103N 12m＝7.2 104J 15 滑轮组的机械效率 η＝ 4 4 7.2 10 J 7.92 10 J W W   有 总 ＝ 100%≈90.9% (4)已知汽车运动的速度为 v＝3m/s，则物体上升速度 v 物＝ 1 3 v＝ 1 3 3m/s＝1m/s 由 v＝ s t 得，将物体由井底拉至井口需要的时间 t 物＝ 12m 1m / s h v物 ＝ ＝12s (5)汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，根据力的平衡条件可得牵引力 F 牵＝F  f＝F  0.1G 车＝2.2 103N  0.1 3 104N＝5.2 103N 根据 P＝ W Fs t t ＝ ＝Fv 可得，牵引力做功功率 P＝F 牵 v 汽＝5.2 103N 3m/s＝1.56 104W=15.6kW 答：(1)汽车静止在水平地面上时对水平地面的压强是 3×105Pa； (2)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做功 7.92×104J； (3)滑轮组的机械效率为 90.9%； (4)将物体由井底拉至井口需要 12s； (5)汽车牵引力为 5.2×103N，牵引力的功率为 15.6kW。 17．（2020·辽宁大东� 初三二模）如图，在斜面上将一个重 5N 的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉 力为 2N，斜面长 4m，高 1m。则拉力做的有用功为______J，斜面的机械效率为_________。 【答案】562.5% 【解析】解： （1）拉力做的有用功： W 有用=Gh=5N×1m=5J； （2）拉力 F 对物体做的总功： 16 W 总=Fs=2N×4m=8J， 斜面的机械效率： η= =×100%=62.5%。 点睛：明确有用功、总功的含义是关键。知道物体重力和斜面高，利用 W=Gh 求拉力做的有用功；知道 拉力和斜面长，利用 W=Fs 求拉力 F 对物体做的总功，则斜面的机械效率等于有用功与总功之比。 18．（2020·山东淄川� 初三一模）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用如图所示的同一滑轮 组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 次实验，实验数据记录如表： 实验次数 钩码的重力 G/N 钩码提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 η/% 甲 2 0.05 1.0 0.15 66.7 乙 4 0.05 1.7 0.15 78.4 丙 6 0.05 ① 0.15 ② (1)实验中要竖直向上_____拉动弹簧测为计，使钩码升高。 (2)表格中编号①处数据应为_____，编号②处数据应为_____。 (3)分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率主要与_____有关。若想提高滑轮组的机械 效率，请列举一条改良措施：_____。 (4)若使用此滑轮组将同一物体提升不同的高度，滑轮组的机械效率_____，若将此滑轮组换一种绕绳方 法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率_____（均填“变大”，“变小”或“不 变”）。 17 【答案】匀速 2.290.9 提升物体的重力减小动滑轮的重力不变不变 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于 拉力大小。 (2)[2][3]图中测力计分度值为 0.2N，示数为 2.2N，即绳端的拉力 2.2N。 第 3 次实验的机械效率 η＝ W W 有用 总 ×100%＝ Gh Fs ×100%＝ 6N 0.05m 2.2N 0.15m   ×100%≈90.9% 故表格中编号①处数据应为 2.2，编号②处数据应为 90.9。 (3)[4]分析以上实验数据可以得出如下结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高， 滑轮组机械效率主要与提升物体的重力有关。 [5]要提高滑轮组的机械效率，可以采取的措施有：减小动滑轮的重力，或增加提升物体的重力，或减 小摩擦力。 (4)[6]使用此滑轮组将同一物体提升不同的高度，不计摩擦及绳重，轮组的机械效率 η＝ W W 有用 总 ＝ Gh Fs ＝ Gh Fnh ＝ G nF 故滑轮组的机械效率不变。 [7]若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，则额外功为克服动滑轮自重做的功，即 W 额外＝G 动 h 提升相同的物体时，有用功 W 有用＝Gh 总功 W 总＝Gh+ G 动 h 滑轮组的机械效率 η＝ W W 有用 总 ＝ Gh Gh G h 动 ×100% 因 G、G 动均不变，故滑轮组的机械效率不变。 18 19．（2020·江苏徐州� 初三二模）如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记 录表： 斜面的倾 斜程度 物块重 / NG 斜面 高 /h m 沿斜面拉 力 / NF 斜面长 / ms 机械效 率 较缓 10 0.1 5.0 1 20% 较陡 10 0.3 6.7 1 45% 最陡 10 0.5 8.0 1 (1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做__运动。 (2)比较表中“物块重”和“__”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。 (3)第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是__。 (4)分析第 1 次实验的数据即“较缓”时可知，斜面对物体摩擦力为__N。 【答案】匀速直线沿斜面拉力 62 5%. 4 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。 (2)[2]比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。 (3)[3]第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是 10N 0.5m= = = =62.5%8.0N 1m W Gh W Fs    有 总 19 (4)[4]由表中第 1 组实验数据可知 = =5.0N 1m=5JW Fs 总 = =10N 0.1m=1JW Gh 有用 额外功 = - =5J-1J=4JW W W额 总 有用 由W fs额 ，得摩擦力大小 4J= = =4N1m Wf s 额 20．（2020·江苏工业园区� 初三二模）某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中 （一）小敏用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂 在杠杆下面的钩码缓缓上升． （1）实验中，测力计的示数 F 为______N，钩码总重 G 为 1. 0N，钩码上升高度 h 为 0.1 m 时，C 点上 升了 30cm，则杠杆的机械效率为________%． （2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是______________． （3）若只将钩码的悬挂点由 A 移至 B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________（选 填“变大”、“变小”或“不变”）． （二）小王用如图所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率．O 为杠杆的转轴，不计摩擦．实验时，给 B 端施加竖直向下的力，使挂在杠杆 A 端的钩码缓缓上升．（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）下表是提 升物体时采集到的数据: 实验序号 物重 G（N） 拉力（N） A 端上升的高度 h/m B 端下降的高度 s/m 杠杆的效率 1 2 5 0.04 0.02 20 2 4 9 0.04 0.02 89% 3 2 5 0.06 0.03 80% 4 6 13 0.04 0.02 92% （1）第①组实验中，杠杆的机械效率为_________． （2）由________三组实验，可以初步得出的结论:相同的杠杆，提升的物体越重效率越高． （3）该实验中杠杆的效率总小于 100%的原因是杠杆有自重，分析实验数据可知道杠杆的自重为_______N． 【答案】0.566.7%杠杆的重力变大 80%1、2、42 【解析】 【分析】 【详解】 （一）（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是 0.1N，所以它的示数是 0.5N．在实验过程中，有用功是： = =1.0N 0.1m=0.1JW Gh 有用 ，总功是： = s=0.5N 0.3m=0.15JW F 总 ，所以杠杆的机械效率是： 0.1J= 100%= 100% 66.7%0.15J W W    有 总 ； （2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有 用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆 自身的重力； （3）钩码的悬挂点在 A 点移到 B 点时，O 点 C 点位置不变，仍将钩码提升相同高度，有用功不变；额外 21 功是提升杠杆做的功，悬挂点 A 移到 B 后杠杆实际提升高度变小，所以额外功变小，总功变小，因此杠 杆的机械效率变大． （二）（1）第①组实验中，杠杆的机械效率为: 2N×0.04m= 100%= 100%= 100%=80%s 5N×0.02m W Gh W F    有 总 （2）根据控制变量法思想，为了比较同一杠杆在提升物体时机械效率与物重大小的关系，应保持物重 大小不同，但提升物体高度必须相同的三组实验进行比较，所以只有 1、2、4 三组实验符合题意； （3）假设杠杆自重为 G 杆，因为杠杆为质量分布均匀的直棒，所以它重心 O′在杆的几何中心处，则以 第三组实验数据为例，W 有=G 物 hA=2N×0.06m=0.12J，W 总=FhB=5N×0.03m=0.15J，W 额=W 总-W 有 =0.15J-0.12J=0.03J； 根据 OA 与 OB 所在的两个三角形相似的几何关系可知 LOA：LOB=hA:hB=2:1，，所以其重心在杆的中点位置处， 因为 LOA：LOB =2:1，可以设 LOA=2l，LOB= l，又所以可推知该重心 O′到 O 的距离为 0.5 l，则 LO′O：LOB=0.5 l：l=1:2，根据几何关系可知重心 O′垂直上升高度为 B 下降高度的一半即 0.015m，则 W 额=0.015m×G 杆=0.03J，所以 G 杆=2N；