《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版提优版》

1. (2024·宿迁沭阳期中)用如图所示的实验装置探究滑轮组的机械效率,下列说法正确的是 (B)

A.实验时弹簧测力计可以在静止时读数
B.实验时不用刻度尺也可以测量出滑轮组的机械效率
C.滑轮组的机械效率与动滑轮重力的大小无关
D.同一滑轮组的机械效率随所挂钩码的重力增大而增大,最终可达到100%

答案： B 提示:弹簧测力计静止时读数,没有测出绳子与滑轮间的摩擦,拉力偏小,测得的机械效率偏大。$\eta =\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% =\frac {Gh}{F×3h}×100\% =\frac {G}{3F}×100\% $,故可不测量h和s,即可不用刻度尺。物重和提升高度都一定时,$G_{动}$越大,克服$G_{动}$做的额外功越多,机械效率越低。由于额外功不可避免,机械效率不会达到100%。

2. (2024·南京高淳月考)在“测量滑轮组机械效率”实验中,用同一滑轮组进行了两次实验,得出的数据如下表,分析数据,下列说法正确的是 (D)
|实验/次|钩码重/N|钩码上升高度/cm|弹簧测力计示数/N|弹簧测力计移动的距离/cm|
|1|2|10|1.2|20|
|2|5|10|2.7|20|
A.此实验至少需要2个动滑轮
B.第1次实验过程中滑动组所做的有用功为20J
C.第2次实验过程中滑轮组的机械效率约为83.3%
D.比较两次实验可得同一滑轮组提升的货物越重,机械效率越高

答案： D 提示:滑轮组承重绳子的有效段数$n=\frac {20cm}{10cm}=2$,1个动滑轮也可完成实验;$W_{有用1}=G_{1}h=2N×0.1m=0.2J$;$η_{2}=\frac {W_{有用2}}{W_{总2}}×100\% =\frac {5N×0.1m}{2.7N×0.2m}×100\% \approx 92.6\% $;由$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Gh+G_{动}h}×100\% $知,同一滑轮组提升的物体越重,η越大。

3. 如图所示,用沿斜面向上的力拉着物体从斜面底端匀速运动到斜面顶端,下列做法中能提高此过程中斜面的机械效率的是(A)
A.增大斜面和水平面的夹角
B.在斜面上铺较粗糙的棉布
C.将垫斜面的木块向右移动一些
D.把物体换成底面粗糙程度相同但重一些的物体

答案： A 提示:增大斜面和水平面的夹角,物体对斜面的压力减小,则滑动摩擦力变小,机械效率增大;在斜面上铺较粗糙的棉布,增大了滑动摩擦力,增大了额外功,机械效率减小;将垫斜面的木块向右移动一些,物块升高相同高度时,在斜面上滑动得更远,且滑动摩擦力变大,机械效率减小;换成底面粗糙程度相同但重一些的物体,有用功和额外功都增大,且有用功和额外功增大的比例相同,由$η=\frac {W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100\% $知机械效率不变。

4. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率,实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中,将杠杆从图中实线位置匀速拉至虚线位置,弹簧测力计的示数如图为0.5N,弹簧测力计移动距离为0.3m,钩码总重为1.0N,钩码上升高度为0.1m,则杠杆的机械效率为66.7%,请写出使用该杠杆做额外功的一个主要原因:杠杆有自重(或支点处有摩擦)。

答案： 0.5 66.7 杠杆有自重(或支点处有摩擦) 提示:$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% =\frac {1.0N×0.1m}{0.5N×0.3m}×100\% \approx 66.7\% $。

5. 如图甲所示,是小明用来探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验装置,不计绳重和摩擦。
(1)请在图甲中画出最省力的绕法。
(2)实验时,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
(3)若只增加物重,此滑轮组的机械效率将______。
(4)他多次改变物重,并根据实验数据制成如图乙所示的图像,由图像知,当物重为4N时,此滑轮组的机械效率为______。

答案：
（1）如图所示 （2）匀速（3）变大 （4）80% 提示:
(2) 实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样示数才会稳定,所读出的数值才等于拉力的大小。
(3) 用同一滑轮组把不同物体提升到同一高度时,$W_{额外}$相同,若仅增加物重,则$W_{有用}$增加,机械效率变大。
(4) 由图乙知,当$G_{物}=3N$时,$η=75\% $,不计绳重和摩擦时,由$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {G}{G+G_{动}}×100\% $得,$G_{动}=\frac {(1-η)G}{η}=\frac {(1-75\% )×3N}{75\% }=1N$,当$G'_{物}=4N$时,$η'=\frac {G'}{G'+G_{动}}×100\% =\frac {4N}{4N+1N}×100\% =80\% $。

6. 小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表所示。
|实验/次|斜面倾斜程度|物体重力G/N|物体上升高度h/m|沿斜面拉力F/N|物体移动距离s/m|有用功W有/J|总功W总/J|机械效率η/%|
|1|较缓|5.0|0.10|1.6|0.50|0.50|0.80|63|
|2|较陡|5.0|0.15|2.2|0.50|0.75|1.10|68|
|3|最陡|5.0|0.25|3.1|0.50| |1.55| |
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做匀速直线运动。
(2)根据表中的数据可求出第3次实验中拉力所做的有用功为1.25J,机械效率为81%。
(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越缓,越省力。
(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率越高。

答案： （1）匀速直线 （2）1.25 81（3）省力 （4）斜面越陡,机械效率越高 提示:
(2) 第3次实验中,$W_{有用}=Gh=5.0N×0.25m=1.25J$,$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {1.25J}{1.55J}×100\% \approx 81\% $。