5年中考3年模擬試卷初中物理八年級下冊第3節(jié)機械效率第2課時

第十二章簡單機械第3節(jié)機械效率第2課時測量滑輪組的機械效率基礎過關全練知識點3測量滑輪組的機械效率1.(2023河北承德一模)同學們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究,用到的裝置如圖甲、乙、丙所示,實驗數(shù)據(jù)記錄如表所示。(P8212006)實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η120.11.20.355.6%240.11.90.370.2%360.11.60.5420.21.20.655.6%(1)實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計;

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

(3)通過比較兩次實驗數(shù)據(jù)可得出:同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機械效率越高;

(4)分析表中數(shù)據(jù)可知:第3次實驗是用圖所示裝置來完成的,第3次實驗時所做的有用功為J,滑輪組的機械效率是%;

(5)假如第1次實驗時,不計繩重和摩擦,鉤碼重由2N增加到8N,滑輪組的機械效率可以達到%(百分號前保留1位小數(shù))。

能力提升全練2.(2023遼寧營口中考,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動了1.5m,不計繩和滑輪自重,滑輪組的機械效率為90%。下列說法正確的是 ()A.繩自由端移動的速度為1m/sB.在此過程中所做的額外功為15JC.物體與地面間的滑動摩擦力為18ND.拉力F增大時,物體A受到地面的摩擦力一定變大3.【物理跨數(shù)學】(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,卷揚機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隨時間t的變化圖象如圖乙所示,忽略繩重及摩擦,下列說法正確的是 ()A.拉力F為350NB.繩子自由端移動的速度為0.5m/sC.動滑輪重為50ND.該滑輪組的機械效率為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,利用彈簧測力計將杠桿緩慢拉至圖中虛線位置,鉤碼上升高度為0.1m,彈簧測力計豎著向上移動的距離為0.5m,在此過程中,彈簧測力計示數(shù)如圖所示。則在上述過程中,該杠桿的機械效率為。

5.【學科素養(yǎng)·科學探究】(2023江蘇南通崇川期末,23,★★☆)物理學中把機械對重物施加的力與人對機械施加的力的比值叫做機械效益(用“MA”表示),根據(jù)機械效益可以比較省力程度。那么,滑輪組的機械效益與哪些因素有關呢?小明提出三個猜想:(P8212006)猜想一:與物體重力大小有關;猜想二:與吊起動滑輪的繩子股數(shù)有關;猜想三:與動滑輪重力大小有關。小明組裝了如圖甲、乙、丙所示的滑輪組,其中圖甲、乙中每個滑輪的質(zhì)量為m1,圖丙中每個滑輪的質(zhì)量為m2,m1=2m2,利用這三個滑輪組進行實驗,測得5組數(shù)據(jù),再將圖丙的滑輪先后更換兩次,測得2組數(shù)據(jù)。不計繩重和摩擦,實驗數(shù)據(jù)如表。序號物重G/N吊起動滑輪的繩子股數(shù)n拉力F/N機械效益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,越大,滑輪組的機械效益越大,其省的力(選填“越多”“越少”或“不變”)。

(2)分析數(shù)據(jù)可知,當其他條件相同時,機械效益與吊起動滑輪繩子股數(shù)的定量關系是。

(3)第三次實驗是為了探究機械效益MA與動滑輪重的關系。

(4)用表格中第7次實驗的滑輪組,勻速提升重10N的物體,則該滑輪組的機械效益為,機械效率為。

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

6.【學科素養(yǎng)·科學思維】(2023湖南永興一模,21,★★☆)如圖所示是利用起重機打撈水中物體的示意圖,吊臂前端由滑輪組組成,動滑輪重100kg,繩重和摩擦不計?，F(xiàn)在用此起重機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)物體浸沒在水中時受到的浮力;(3)物體離開水面前,滑輪組的機械效率(百分號前保留一位小數(shù))。素養(yǎng)探究全練7.【科學探究】某居民樓前的無障礙通道上,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所用力的大小,小紅和小華進行了探究。她們從斜面底端A點沿斜面確定了相距1m處的B點。(g取10N/kg)(1)使刻度尺“0”刻度線與水平地面對齊,正確測量B點高度,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象,進行了如下操作:①正確使用彈簧測力計,測出小車重為2.0N;②將彈簧測力計與斜面平行放置并,然后沿斜面方向勻速拉動小車,如圖甲所示,彈簧測力計示數(shù)為N;

③計算出將小車從A點拉到B點的過程中,拉力所做的功為J;利用斜面將小車從水平地面提升到B點時的機械效率為。

(3)在小車上逐漸添加重物,測出小車的總重G,測出沿斜面勻速拉動小車需要的力,計算出拉小車從A點到B點所做的功W1;計算出豎直向上將小車從水平地面提升到B點所做的功W2。以功為縱坐標,以小車總重為橫坐標,建立平面直角坐標系,作出W1和W2與小車總重G的關系圖象,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的機械效率與物重(選填“有關”或“無關”);

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,力的大小為N。

答案全解全析基礎過關全練1.(1)勻速(2)無關(3)1、2(4)丙0.675(5)83.3解析(1)為了準確測出滑輪組的機械效率,應使彈簧測力計沿豎直方向做勻速直線運動;(2)1、4兩次實驗中滑輪組和提升物體的重力相同,重物上升高度不同,而機械效率相同,可得出結(jié)論:使用同一滑輪組提升同一重物時,滑輪組的機械效率與重物上升高度無關;(3)1、2兩次實驗使用同樣的滑輪組,提升的物體重力越大,滑輪組的機械效率越高,得出結(jié)論:同一滑輪組提升的物體越重,滑輪組機械效率越高;(4)在第3次實驗中,s=0.5m,h=0.1m,由s=nh可得n=5,所以第3次實驗是用丙圖所示裝置來完成的;第3次實驗時所做的有用功W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J,總功W總=Fs=1.6N×0.5m=0.8J,滑輪組的機械效率η=W有用W總=0.6J0.8J=75%;(5)第1次實驗時,不計繩重和摩擦,根據(jù)F=1n(G物+G動),得動滑輪的重力G動=3×1.2N-2N=1.6N,鉤碼重8N時滑輪組的機械效率η'=W有用'W能力提升全練2.AC繩自由端移動的速度為v=st=3m3s=1m/s,故A正確;拉力做的總功W總=Fs=10N×3m=30J;在此過程中所做的額外功為W額=W總(1-η)=30J×(1-90%)=3J,故B錯誤;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對地面的壓力大小不變,故當拉力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,繩子自由端移動距離s=nh=2×10m=20m,由W總=Fs可得,拉力F=W總s=6000J20m=300N,故A選項錯誤。繩子自由端移動速度v=st=20m20s=1m/s,故B選項錯誤。忽略繩重及摩擦,有F=1n(G+G動),則動滑輪重力G動=nF-G=2×300N-550N=50N,故C選項正確。有用功W有=Gh=550N×10m=5500J,滑輪組的機械效率η=W有W總×100%=5500J6000J4.40%解析由圖可知,彈簧測力計讀數(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,物重越大,滑輪組的機械效益越大,計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,當其他條件相同時,機械效益與吊起動滑輪繩子股數(shù)的定量關系是MA=0.8n;(3)根據(jù)控制變量法可知探究機械效益MA與動滑輪重的關系時,需改變動滑輪的重,控制其他條件相同,由題意可知5、6、7三次實驗是為了探究機械效益與動滑輪重的關系;(4)第7次實驗中動滑輪的重力G動=nF-G=4×3.5N-8N=6N,勻速提升重10N的物體,拉力F'=14(G'+G動)=14×(10N+6N)=4N,則該滑輪組的機械效益為MA=G'F'=10N4N=2.5,機械效率為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械效益MA=GF=G1n(G+G動)=n×GG+G動,同一滑輪組的機械效率6.解析(1)物體受到的重力G=mg=1×103kg×10N/kg=104N;(2)物體浸沒在水中時受到的浮力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,拉力F的大小F=1n(F拉+G動)=1n(F拉+m動g)=13×(5000N+100kg×10N/kg)=2000N,繩端移動的距離s=nh=3×5m=15m,物體露出水面前拉力做的功W總=Fs=2000N×15m=3×104J;物體離開水面前做的有用功W有=F拉h(huán)=5000N×5m=2.5×104J,滑輪組的機械效率: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無關②105解析(1)B點所處高度為9.00cm;(2)②彈簧測力計使用前需要校零;由圖甲可知,彈簧測力計的示數(shù)為0.3N;③拉力做的功為W總=Fs=0.3N×1