《2024年海淀单元测试AB卷九年级物理全一册沪粤版》

22. (14 分)某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中.
|实验次数|钩码重/N|钩码上升的高度/m|绳端的拉力/N|绳端移动的距离/m|机械效率|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|4|0.1|1.8|0.3| |
|2|6|0.1|2.5|0.3| |
|3|6|0.15|2.5| | |
(1)实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上________拉动弹簧测力计.
(2)第 2 次实验中，2 s 内钩码上升的高度为 0.1 m，则它运动的速度为________ m/s.
(3)第 3 次实验中，绳端移动的距离为________ m，滑轮组的机械效率为________.
(4)分析比较第 1、2 两次实验的数据，有用功 W₍有用₎₁________W₍有用₎₂，滑轮组的机械效率 η₁________η₂(前两空均选填“＞”“=”或“＜”). 由此可知，可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率.
 

答案：
(1)匀速
(2)0.05
(3)0.45 80%
(4)＜ ＜ 增加物重

四、计算题（6 分）
23. (6 分)建筑工地上，工人们需要将一堆建材运到 10 m 高处. 小董设计安装了如图所示的装置. 装置中每个滑轮重 100 N. 工人利用该装置每次匀速提升一块重 900 N 的建材，建材上升的速度是 0.6 m/s，在施工过程中，求：
(1)若不计绳重和摩擦，该装置的有用功的功率和机械效率.
(2)若不计绳重，绳子自由端拉力为 520 N 时，每次提升克服摩擦所做的功.

答案： 解：
(1)该装置的有用功的功率$P_{有用}=\frac{W_{有用}}{t}=\frac{Gh}{t}=Gv_{物}=900\ N\times0.6\ m/s = 540\ W$，因为不计绳重和摩擦，所以该装置的机械效率$\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}}\times100\% = \frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}\times100\% = \frac{Gh}{Gh + G_{动}h}\times100\% = \frac{G}{G + G_{动}}\times100\% = \frac{900\ N}{900\ N + 100\ N}\times100\% = 90\%$.
(2)由图可知$n = 2$，绳子自由端移动的距离$s = nh = 2\times10\ m = 20\ m$，则总功$W_{总}=Fs = 520\ N\times20\ m = 10 400\ J$，有用功$W_{有用}=Gh = 900\ N\times10\ m = 9 000\ J$，克服动滑轮重力做的额外功$W_{动}=G_{动}h = 100\ N\times10\ m = 1 000\ J$，所以每次提升克服摩擦做功$W_{f}=W_{总}-W_{有用}-W_{动}=10 400\ J - 9 000\ J - 1 000\ J = 400\ J$.