5年中考3年模擬試卷初中物理八年級(jí)下冊(cè)第3節(jié)機(jī)械效率第2課時(shí)

第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率第2課時(shí)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)3測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率1.(2023河北承德一模)同學(xué)們進(jìn)行了“影響滑輪組機(jī)械效率因素”的實(shí)驗(yàn)探究,用到的裝置如圖甲、乙、丙所示,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示。(P8212006)實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η120.11.20.355.6%240.11.90.370.2%360.11.60.5420.21.20.655.6%(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì);

(2)通過(guò)比較1、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出:使用同一滑輪組提升相同重物,滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度;

(3)通過(guò)比較兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出:同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機(jī)械效率越高;

(4)分析表中數(shù)據(jù)可知:第3次實(shí)驗(yàn)是用圖所示裝置來(lái)完成的,第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為J,滑輪組的機(jī)械效率是%;

(5)假如第1次實(shí)驗(yàn)時(shí),不計(jì)繩重和摩擦,鉤碼重由2N增加到8N,滑輪組的機(jī)械效率可以達(dá)到%(百分號(hào)前保留1位小數(shù))。

能力提升全練2.(2023遼寧營(yíng)口中考,12,★★☆)(多選)如圖所示,重100N的物體A在F=10N的拉力作用下,3s內(nèi)沿水平地面勻速直線運(yùn)動(dòng)了1.5m,不計(jì)繩和滑輪自重,滑輪組的機(jī)械效率為90%。下列說(shuō)法正確的是 ()A.繩自由端移動(dòng)的速度為1m/sB.在此過(guò)程中所做的額外功為15JC.物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為18ND.拉力F增大時(shí),物體A受到地面的摩擦力一定變大3.【物理跨數(shù)學(xué)】(2022內(nèi)蒙古通遼中考,10,★★☆)用如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知物體M所受的重力為550N,卷?yè)P(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m,拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示,忽略繩重及摩擦,下列說(shuō)法正確的是 ()A.拉力F為350NB.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/sC.動(dòng)滑輪重為50ND.該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%4.(2023安徽合肥包河一模,7,★☆☆)利用如圖所示的輕質(zhì)杠桿提升鉤碼,已知鉤碼總重G為1.0N,利用彈簧測(cè)力計(jì)將杠桿緩慢拉至圖中虛線位置,鉤碼上升高度為0.1m,彈簧測(cè)力計(jì)豎著向上移動(dòng)的距離為0.5m,在此過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示。則在上述過(guò)程中,該杠桿的機(jī)械效率為。

5.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)探究】(2023江蘇南通崇川期末,23,★★☆)物理學(xué)中把機(jī)械對(duì)重物施加的力與人對(duì)機(jī)械施加的力的比值叫做機(jī)械效益(用“MA”表示),根據(jù)機(jī)械效益可以比較省力程度。那么,滑輪組的機(jī)械效益與哪些因素有關(guān)呢?小明提出三個(gè)猜想:(P8212006)猜想一:與物體重力大小有關(guān);猜想二:與吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)有關(guān);猜想三:與動(dòng)滑輪重力大小有關(guān)。小明組裝了如圖甲、乙、丙所示的滑輪組,其中圖甲、乙中每個(gè)滑輪的質(zhì)量為m1,圖丙中每個(gè)滑輪的質(zhì)量為m2,m1=2m2,利用這三個(gè)滑輪組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得5組數(shù)據(jù),再將圖丙的滑輪先后更換兩次,測(cè)得2組數(shù)據(jù)。不計(jì)繩重和摩擦,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。序號(hào)物重G/N吊起動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)n拉力F/N機(jī)械效益MA1624.01.52825.01.631026.01.74833.32.45842.53.26843.02.77843.52.3(1)分析1、2、3三次數(shù)據(jù)可知,其他條件相同時(shí),越大,滑輪組的機(jī)械效益越大,其省的力(選填“越多”“越少”或“不變”)。

(2)分析數(shù)據(jù)可知,當(dāng)其他條件相同時(shí),機(jī)械效益與吊起動(dòng)滑輪繩子股數(shù)的定量關(guān)系是。

(3)第三次實(shí)驗(yàn)是為了探究機(jī)械效益MA與動(dòng)滑輪重的關(guān)系。

(4)用表格中第7次實(shí)驗(yàn)的滑輪組,勻速提升重10N的物體,則該滑輪組的機(jī)械效益為,機(jī)械效率為。

(5)同一滑輪組的機(jī)械效益增大時(shí),其機(jī)械效率(選填“變小”“不變”或“變大”),機(jī)械效率與機(jī)械效益的比值(選填“變小”“不變”或“變大”)。

6.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維】(2023湖南永興一模,21,★★☆)如圖所示是利用起重機(jī)打撈水中物體的示意圖,吊臂前端由滑輪組組成,動(dòng)滑輪重100kg,繩重和摩擦不計(jì)?，F(xiàn)在用此起重機(jī)從水中把上表面距水面5m,質(zhì)量為1×103kg,體積為0.5m3的物體勻速提起(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:(P8212005)(1)物體受到的重力;(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力;(3)物體離開(kāi)水面前,滑輪組的機(jī)械效率(百分號(hào)前保留一位小數(shù))。素養(yǎng)探究全練7.【科學(xué)探究】某居民樓前的無(wú)障礙通道上,一位中年人正用輪椅推著他年邁的母親緩緩上行,圖甲是該通道斜面示意圖。為了解中年人推輪椅時(shí)所用力的大小,小紅和小華進(jìn)行了探究。她們從斜面底端A點(diǎn)沿斜面確定了相距1m處的B點(diǎn)。(g取10N/kg)(1)使刻度尺“0”刻度線與水平地面對(duì)齊,正確測(cè)量B點(diǎn)高度,結(jié)果如圖甲,為cm。

(2)選用車輪與輪椅車輪相同材質(zhì)、花紋的小車為研究對(duì)象,進(jìn)行了如下操作:①正確使用彈簧測(cè)力計(jì),測(cè)出小車重為2.0N;②將彈簧測(cè)力計(jì)與斜面平行放置并,然后沿斜面方向勻速拉動(dòng)小車,如圖甲所示,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為N;

③計(jì)算出將小車從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)的過(guò)程中,拉力所做的功為J;利用斜面將小車從水平地面提升到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率為。

(3)在小車上逐漸添加重物,測(cè)出小車的總重G,測(cè)出沿斜面勻速拉動(dòng)小車需要的力,計(jì)算出拉小車從A點(diǎn)到B點(diǎn)所做的功W1;計(jì)算出豎直向上將小車從水平地面提升到B點(diǎn)所做的功W2。以功為縱坐標(biāo),以小車總重為橫坐標(biāo),建立平面直角坐標(biāo)系,作出W1和W2與小車總重G的關(guān)系圖象,分別如圖乙中的線段a和b;①由圖象可知:用該通道斜面提升物體時(shí)的機(jī)械效率與物重(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);

②若這位母親的質(zhì)量為50kg,所坐的輪椅質(zhì)量為20kg,則中年人用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時(shí),力的大小為N。

答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練1.(1)勻速(2)無(wú)關(guān)(3)1、2(4)丙0.675(5)83.3解析(1)為了準(zhǔn)確測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率,應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);(2)1、4兩次實(shí)驗(yàn)中滑輪組和提升物體的重力相同,重物上升高度不同,而機(jī)械效率相同,可得出結(jié)論:使用同一滑輪組提升同一重物時(shí),滑輪組的機(jī)械效率與重物上升高度無(wú)關(guān);(3)1、2兩次實(shí)驗(yàn)使用同樣的滑輪組,提升的物體重力越大,滑輪組的機(jī)械效率越高,得出結(jié)論:同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機(jī)械效率越高;(4)在第3次實(shí)驗(yàn)中,s=0.5m,h=0.1m,由s=nh可得n=5,所以第3次實(shí)驗(yàn)是用丙圖所示裝置來(lái)完成的;第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J,總功W總=Fs=1.6N×0.5m=0.8J,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總=0.6J0.8J=75%;(5)第1次實(shí)驗(yàn)時(shí),不計(jì)繩重和摩擦,根據(jù)F=1n(G物+G動(dòng)),得動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=3×1.2N-2N=1.6N,鉤碼重8N時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η'=W有用'W能力提升全練2.AC繩自由端移動(dòng)的速度為v=st=3m3s=1m/s,故A正確;拉力做的總功W總=Fs=10N×3m=30J;在此過(guò)程中所做的額外功為W額=W總(1-η)=30J×(1-90%)=3J,故B錯(cuò)誤;有用功為W有=W總η=30J×90%=27J,則物體與地面間摩擦力f=W有s物=27J1.5m=18N,故C正確;由于地面的粗糙程度不變,且物體A對(duì)地面的壓力大小不變,故當(dāng)拉力3.C由圖乙知,在20s內(nèi)拉力F做的功W總=6000J,由圖甲知,滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,物體M沿豎直方向勻速提升10m時(shí),繩子自由端移動(dòng)距離s=nh=2×10m=20m,由W總=Fs可得,拉力F=W總s=6000J20m=300N,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。繩子自由端移動(dòng)速度v=st=20m20s=1m/s,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。忽略繩重及摩擦,有F=1n(G+G動(dòng)),則動(dòng)滑輪重力G動(dòng)=nF-G=2×300N-550N=50N,故C選項(xiàng)正確。有用功W有=Gh=550N×10m=5500J,滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總×100%=5500J6000J4.40%解析由圖可知,彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為0.5N,故有用功W有=Gh=1N×0.1m=0.1J,總功為W總=Fs=0.5N×0.5m=0.25J,則機(jī)械效率為η=W有W總=0.1J5.(1)物重越多(2)MA=0.8n(3)5、6、7(4)2.562.5%(5)變大不變解析(1)分析1、2、3三次數(shù)據(jù)可知,其他條件相同時(shí),物重越大,滑輪組的機(jī)械效益越大,計(jì)算物重與拉力的差可知其省的力越多;(2)分析2、4、5三次數(shù)據(jù)可知,當(dāng)其他條件相同時(shí),機(jī)械效益與吊起動(dòng)滑輪繩子股數(shù)的定量關(guān)系是MA=0.8n;(3)根據(jù)控制變量法可知探究機(jī)械效益MA與動(dòng)滑輪重的關(guān)系時(shí),需改變動(dòng)滑輪的重,控制其他條件相同,由題意可知5、6、7三次實(shí)驗(yàn)是為了探究機(jī)械效益與動(dòng)滑輪重的關(guān)系;(4)第7次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)=nF-G=4×3.5N-8N=6N,勻速提升重10N的物體,拉力F'=14(G'+G動(dòng))=14×(10N+6N)=4N,則該滑輪組的機(jī)械效益為MA=G'F'=10N4N=2.5,機(jī)械效率為η=W有W總=G'?F'×4?=G'4F'=10N4×4N=62.5%;(5)由題意可知同一滑輪組的機(jī)械效益MA=GF=G1n(G+G動(dòng))=n×GG+G動(dòng),同一滑輪組的機(jī)械效率6.解析(1)物體受到的重力G=mg=1×103kg×10N/kg=104N;(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3=5000N;(3)拉物體的繩子所受的拉力F拉=G-F浮=104N-5000N=5000N,由圖可知,n=3,繩重和摩擦不計(jì),拉力F的大小F=1n(F拉+G動(dòng))=1n(F拉+m動(dòng)g)=13×(5000N+100kg×10N/kg)=2000N,繩端移動(dòng)的距離s=nh=3×5m=15m,物體露出水面前拉力做的功W總=Fs=2000N×15m=3×104J;物體離開(kāi)水面前做的有用功W有=F拉h(huán)=5000N×5m=2.5×104J,滑輪組的機(jī)械效率:η=W有W總=2.5×素養(yǎng)探究全練7.(1)9.00(2)②校零0.3③0.360%(3)①無(wú)關(guān)②105解析(1)B點(diǎn)所處高度為9.00cm;(2)②彈簧測(cè)力計(jì)使用前需要校零;由圖甲可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.3N;③拉力做的功為W總=Fs=0.3N×1