《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版提优版》

10. (2024·盐城射阳模拟)用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系。(忽略绳重和摩擦)
(1)实验时,应匀速(填“匀速”“加速”或“减速”)竖直向下拉动弹簧测力计。
(2)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知:被提升物体重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低(填“越高”或“越低”)。滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关(填“有关”或“无关”)。
(3)分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为3N。若用不同滑轮组提升同一物体的效率分别为50%和90%,则两次滑轮组中的动滑轮重力之比为9:1。

答案： （1）匀速 （2）越低 无关 （3）3 $9:1$ 提示:
(1) 实验时,应竖直向下匀速拉动弹簧测力计,且在弹簧测力计匀速拉动时读取示数。
(2) 图乙中,$G_{物}$相同时,$G_{动}$越大,η越低;忽略绳重和摩擦,$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100\% =\frac {G}{G+G_{动}}×100\% $,故η与物体上升的高度无关。
(3)$G=\frac {G_{动}η}{1-η}=\frac {1N×75\% }{1-75\% }=3N$;$\frac {G_{动1}}{G_{动2}}=\frac {\frac {(1-η_{1})G}{η_{1}}}{\frac {(1-η_{2})G}{η_{2}}}=\frac {(1-η_{1})η_{2}}{(1-η_{2})η_{1}}=\frac {(1-50\% )×90\% }{(1-90\% )×50\% }=\frac {9}{1}$。

11. 按图甲组装实验装置,用弹簧测力计拉动绳子自由端,将质量为200g的钩码从A位置匀速竖直提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示。g取10N/kg,请根据实验现象回答下列问题:
(1)钩码重为______2N。
(2)A'B'= ______2AB。
(3)拉力F做的功为______0.24J。
(4)若只增加钩码上升的高度,滑轮的机械效率将______不变(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)若只增加绳子自由端匀速上升的速度,拉力F做功的功率将______变大(填“变大”“变小”或“不变”)。
(6)小丽利用上述器材进行了如下探究实验:
①在滑轮下挂重为G的钩码时,根据测量数据,通过计算得出滑轮的机械效率为η1;
②在该滑轮下挂重为2G的钩码时,根据测量数据,通过计算得出滑轮的机械效率为η2;
③比较发现η1≠η2。
请你根据小丽的实验步骤及现象,写出她所探究的问题:______动滑轮的机械效率与物体重力的关系。

答案： （1）2 （2）2 （3）0.24 （4）不变（5）变大 （6）动滑轮的机械效率与物体重力的关系 提示:
(1) 钩码的重力$G=mg=200×10^{-3}kg×10N/kg=2N$。
(2) 刻度尺的分度值为1 cm,A在"0"刻度线,B的读数为10.0 cm,所以钩码上升的距离$AB=10.0cm=0.1m$,$A'$的读数为25.0 cm,$B'$的读数为45.0 cm,所以绳子自由端移动的距离$A'B'=45.0cm-25.0cm=20.0cm=0.2m$,因此,$A'B'=2AB$。
(3) 由图乙知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为1.2 N,即绳子自由端的拉力$F=1.2N$,拉力做的总功$W_{总}=Fs=1.2N×0.2m=0.24J$。
(4) 因为滑轮组的机械效率$η=\frac {W_{有用}}{W_{总}}×100\% =\frac {Gh}{Fs}×100\% =\frac {Gh}{Fnh}×100\% =\frac {G}{nF}×100\% $,所以只增加钩码上升的高度,滑轮的机械效率不变。
(5) 因为拉力做功的功率$P=\frac {W}{t}=\frac {Fs}{t}=Fv$,所以增加绳子自由端匀速上升的速度,拉力F的功率将增大。
(6) 由题意可知,小丽使用同一动滑轮,改变物体的重力,因此她所探究的问题是:动滑轮的机械效率与物体重力的关系。