《2025年海淀单元测试AB卷八年级物理下册教科版》

5.〔科学探究〕如图所示，在进行探究实验时，用一块直木板将质量为2 000 g的正方体物块匀速拉上平台，已知拉力F为12 N，物块沿木板移动了2 m，升高1 m，用时20 s. 不计绳重，g取10 N/kg. 求：
（1）上移过程中正方体物块克服木板摩擦所做的功.
（2）此斜面的机械效率（结果精确到0.1％）.
　　　　　　　　　　　　　　

答案： 解:
(1)拉力所做的功W总=Fs=12N×2m=24J,该过程的有用功W有用=Gh=mgh=2000×10⁻³kg×10N/kg×1m=20J,克服摩擦做的功为额外功，所以上移过程中正方体物块克服木板摩擦所做的功W额外=W总−W有用=24J−20J=4J.
(2)此斜面的机械效率η=$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100%=$\frac{20J}{24J}$×100%≈83.3%.

6.〔古代科技〕早在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水. 如图所示，辘轳由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成，某次取水时井绳拉着质量为10 kg的水匀速上升4 m，用时1 min，水桶重为10 N，该过程中，人克服井绳重力与摩擦阻力做的功为60 J（g取10 N/kg）. 求此次取水的过程中：
（1）人做的有用功.
（2）辘轳的机械效率.
（3）人做功的功率（结果精确到0.1 W）.
　　　　　　　　　　　　　　　　

答案： 解:
(1)人克服水的重力做的有用功W有用=G水h=m水gh =10kg×10N/kg×4m=400J.
(2)克服水桶的重力做的额外功W额外1=G桶h=10N×4m=40J,人克服井绳重力与摩擦阻力做的额外功W额外2 =60J,总额外功W额外=W额外1+W额外2=40J+60J=100J,人做的总功W总=W有用+W额外=400J+100J=500J,机械效率η=$\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100%=$\frac{400J}{500J}$×100%=80%.
(3)人做功的功率P=$\frac{W_{总}}{t}$=$\frac{500J}{60s}$≈8.3W.