《2025年试题优化课堂同步八年级物理下册人教版》

3.在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：

|实验次数|物体重力/N|提升高度/m|拉力/N|绳端移动的距离/m|机械效率η|
|----|----|----|----|----|----|
|1|3|0.1|2.0|0.3|50%|
|2|6|0.1|①|0.3|②|
(1)实验中要竖直向上________拉动弹簧测力计，使物体升高。
(2)图乙中弹簧测力计的示数为________N，表格中②处数据应为________。
(3)如图丙所示，将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________(填“变大”“不变”或“变小”)。

答案： 匀速@@3.2@@62.5％@@不变

4.小明用如图所示的动滑轮提升重物，将重为200 N的物体A以0.1 m/s的速度匀速提升了1 m(不计摩擦，忽略绳、滑轮的重力)。求：

(1)拉力F的大小；
(2)拉力F所做的功；
(3)拉力F做功的功率。

答案： 解：（1）由G = 2F得 \[F=\frac{1}{2}G=\frac{1}{2}\times200\text{ N}=100\text{ N}\] 拉力F的大小为100 N。 （2）绳子自由端移动的距离： \[s = 2h=2\times1\text{ m}=2\text{ m}\] 拉力F做的功： \[W = Fs=100\text{ N}\times2\text{ m}=200\text{ J}\] 拉力F所做的功为200 J。 （3）物体A上升的时间： \[t=\frac{h}{v}=\frac{1\text{ m}}{0.1\text{ m/s}}=10\text{ s}\] 拉力F做功的功率： \[P=\frac{W}{t}=\frac{200\text{ J}}{10\text{ s}}=20\text{ W}\] 拉力F做功的功率为20 W。

5.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s时间，将水平路面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍，求：

(1)拉力F在30 s内所做的功；
(2)整个装置的机械效率。(g取10 N/kg)

答案： 解：（1）故障车在30 s内通过的路程 \[s_{车}=vt = 5\text{ m/s}\times30\text{ s}=150\text{ m}\] 绳的段数n = 3 绳子自由端移动的距离 \[s_{绳}=3s_{车}=3\times150\text{ m}=450\text{ m}\] 拉力F所做的功 \[ \begin{aligned} W_{总}&=Fs_{绳}\\ &=500\text{ N}\times450\text{ m}\\ &=2.25\times10^{5}\text{ J} \end{aligned} \] 拉力F在30 s内所做的功为2.25×10⁵ J。 （2）故障车受到的摩擦力 \[ \begin{aligned} f&=0.08G = 0.08mg\\ &=0.08\times1500\text{ kg}\times10\text{ N/kg}\\ &=1200\text{ N} \end{aligned} \] 克服摩擦力做的功 \[ \begin{aligned} W_{有用}&=fs_{车}\\ &=1200\text{ N}\times150\text{ m}\\ &=1.8\times10^{5}\text{ J} \end{aligned} \] 机械效率 \[ \begin{aligned} \eta&=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{1.8\times10^{5}\text{ J}}{2.25\times10^{5}\text{ J}}=80\% \end{aligned} \] 整个装置的机械效率为80％。