《2025年海淀单元测试AB卷八年级物理下册教科版》

23.(6分)(2024·扬州中考)如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400 N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250 N，窗玻璃上升的高度为10 m，用时50 s. 求：
(1)所做的有用功W₍有用₎.
(2)工人所用拉力的功率P.
(3)动滑轮的机械效率η.

答案： 解:
(1)由题意可知，克服窗玻璃重力做的功即有用功，$W_{有用}=G_{物}h = 400\ N×10\ m = 4000\ J$.
(2)由图可知，该动滑轮由2段绳子承担，拉力方向绳子自由端移动的距离$s = 10\ m×2 = 20\ m$，工人所用拉力做的功$W_{总}=Fs = 250\ N×20\ m = 5000\ J$，拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{5000\ J}{50\ s}=100\ W$.
(3)由机械效率公式可得，动滑轮的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{4000\ J}{5000\ J}×100\% = 80\%$.

24.(8分)如图所示，s = 2 m，h = 0.5 m，建筑工人将质量m = 40 kg、长度a = 50 cm、宽度b = 20 cm、高度c = 10 cm的长方体模具，用绳子从斜面底端匀速拉到顶端时，用时15 s，沿斜面向上的拉力F = 150 N(忽略绳子重力，g取10 N/kg). 求：
(1)长方体模具的密度.
(2)匀速拉动模具的过程中，拉力做功的功率.
(3)斜面的机械效率.(结果精确到0.1％)

答案： 解:
(1)长方体模具的体积$V = abc = 0.5\ m×0.2\ m×0.1\ m = 0.01\ m^{3}$，长方体模具的密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{40\ kg}{0.01\ m^{3}}=4×10^{3}\ kg/m^{3}$.
(2)匀速拉动模具的过程中，拉力所做的功$W_{总}=Fs = 150\ N×2\ m = 300\ J$，拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{300\ J}{15\ s}=20\ W$.
(3)拉力所做的有用功$W_{有用}=Gh = mgh = 40\ kg×10\ N/kg×0.5\ m = 200\ J$，斜面的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{200\ J}{300\ J}×100\%\approx66.7\%$.