《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版提优版》

7. 为了探究机械效率与哪些因素有关,小明同学提出两个猜想。猜想一:机械效率与G物有关;猜想二:机械效率与G动有关。为了验证猜想,小明先用如图甲所示的装置不断改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物的关系图线,如图乙中a所示;然后换另一个不同重量的动滑轮,不断改变G物,计算并绘出η与G物的关系图线,如图乙中b所示。根据图像 (D)

A.只能验证猜想一
B.只能验证猜想二
C.既不能验证猜想一,也不能验证猜想二
D.既能验证猜想一,也能验证猜想二

答案： D 提示:当动滑轮的重力一定时,滑轮组的机械效率随提升物体重力的增大而增大,故可验证猜想一;当提升物体的重力相同时,动滑轮的重力不同,滑轮组的机械效率不同,故可验证猜想二。

8. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中,用相同的滑轮分别组装成如图所示的甲、乙滑轮组(忽略绳重和摩擦)。
(1)根据分析可知,下表中数据是利用乙滑轮组测得的,此滑轮组的机械效率是83.3%。
|钩码总重G/N|钩码上升高度h/m|绳端拉力F/N|绳端移动距离s/m|
|2|0.05|0.8|0.15|
(2)若两滑轮组绳端拉力相等,则乙滑轮组提升的物体更重,此时两个滑轮组机械效率的关系是:η甲＜η乙。

答案： （1）乙 83.3% （2）乙 ＜ 提示:
(1) 绳子段数$n=\frac {s}{h}=\frac {0.15m}{0.05m}=3$,故表中数据是用乙滑轮组测得的,$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {2N×0.05m}{0.8N×0.15m}×100\% \approx 83.3\% $。
(2) 忽略绳重和摩擦,$F_{甲}=\frac {1}{2}(G_{物}+G_{动})$,$F_{乙}=\frac {1}{3}(G_{物}+G_{动})$,若$F_{甲}$、$F_{乙}$相同,则乙滑轮组提升的物体更重些。因$W_{额外}$相同,$W_{有用甲}＜W_{有用乙}$,故$η_{甲}＜η_{乙}$。

9. 某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:①将杠杆悬挂在O点,能自由转动,在A点悬挂总重为9N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆保持水平静止。其中AO= 10cm,AB= 20cm。②竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为3.75N。回答下列问题:
(1)杠杆静止时,若杠杆自重和摩擦不计,则弹簧测力计的示数应为3N。
(2)杠杆缓慢转动时,其机械效率为80%。
(3)若只将钩码的悬挂点由A点移至C点,O点和B点位置不变,仍将钩码提升相同的高度(不计摩擦阻力),则杠杆的机械效率将变大(填“变大”“变小”或“不变”)。

答案： （1）3 （2）80 （3）变大 提示:
(1)$OB=AO+AB=10cm+20cm=30cm=0.3m$,不计杠杆自重和摩擦,有$F×OB=G×OA$,即$F×0.3m=9N×0.1m$,解得$F=3N$。
(2) 因$AO:OB=10cm:30cm=1:3$,故$h_{A}:h_{B}=1:3$,$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh_{A}}{Fh_{B}}×100\% =\frac {G}{3F}×100\% =\frac {9N}{3×3.75N}×100\% =80\% $。
(3) 设杠杆重心升高的距离为h,有$Gh_{1}+G_{杠}h=Fh_{2}$,而G、$h_{1}$和$G_{杠}$不变,钩码从A点到C点,钩码升高相同的高度,杠杆上旋的角度减小,杠杆重心升高的距离h变小,故$Gh_{1}+G_{杠}h$变小,由$η=\frac {Gh_{1}}{Fh_{2}}×100\% =\frac {Gh_{1}}{Gh_{1}+G_{杠}h}×100\% $知,杠杆的机械效率变大。