《2025年暑期升级训练浙江教育出版社八年级物理教科版》

15. 某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”的实验。如图所示,用同一滑轮组提升不同数量的钩码,记录数据如表所示。

|实验序号|钩码重G/N|钩码提升高度h/m|拉力F/N|绳端移动的距离s/m|机械效率η|
|1|2|0.1|0.9|0.3|74%|
|2|4|0.1|1.6|0.3|83%|
|3|6|0.1|①|0.3|②|
(1) 小明用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升不同数量的钩码进行实验。如图所示为第3次实验的情景,观察图中弹簧测力计的示数,表格中①处的数值是2.3,②处的数值是87%(结果精确到1%)。
(2) 通过分析实验数据,可得出结论:同一滑轮组,提升的物体的重力增大,机械效率将增大(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3) 小红对上述测得的机械效率取平均值,并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。这种做法是错误(选填“正确”或“错误”)的,理由是提升的物重不同，机械效率也不同。
(4) 实验过程中,如果弹簧测力计在静止状态下读数,测得的机械效率将偏大(选填“偏大”“偏小”或“更准确”)。

答案： 【解析】：
(1)实验中应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，弹簧测力计示数等于摩擦力与重力之和，读数才准确；图中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.3N；第三次实验滑轮组的机械效率：$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} = \frac{Gh}{Fs} = \frac{6N × 0.1m}{2.3N × 0.3m} \approx 87\%$。
(2)根据三次的机械效率及物重的变化可得同一动滑轮，所提升物重增大，有用功占总功的比值就越大，机械效率将增大。
(3)将不同的机械效率取平均值是没有意义的，因为提升的物重不同，机械效率也是不同的。
(4)在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为没有考虑到机械效率与物重有关。
【答案】：
(1)竖直；2.3；$87\%$。
(2)增大。
(3)错误；摩擦力不同，机械效率也不同。
(4)偏大。

16. 杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种衡量工具。如图所示,杆秤可视为杠杆,提纽处为支点O,若不计其自重,在挂钩C处悬挂被称物体后杆秤处于平衡状态,已知CO= 2cm,OD= 20cm,秤砣的重力为10N。(g取10N/kg)

(1) 求秤砣的质量。
(2) 求被称物体的重力。
(3) 若该杆秤所能称物体的最大重力为200N,求OB的长度。

答案：
(1)解：由G=mg得，秤砣的质量m=G/g=10N/10N/kg=1kg。
(2)解：根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，得G物×CO=G砣×OD，即G物×2cm=10N×20cm，解得G物=100N。
(3)解：根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，得G最大×CO=G砣×OB，即200N×2cm=10N×OB，解得OB=40cm。

17. 小明放学回家时经过一家具厂,他看见工人师傅正在利用固定的横梁、活动的横杆和绳子来提升实木家具的高度,其简化模型如图所示。已知实木家具所受重力G= 1000N,匀速提升高度h= 1m,所用的时间t= 5s,横杆所受的重力G'= 80N。不计绳重和摩擦,求:

(1) 拉绳子的力F。
(2) 拉绳子的力做的有用功W_{有用}。
(3) 拉绳子的力做功的功率P。
(4) 此过程中的机械效率η(结果精确到0.1%)。

答案： 解：
(1)由图知，承担物重的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦，拉绳子的力：
F=(G+G')/n=(1000N+80N)/3=360N
(2)有用功：
W_{有用}=Gh=1000N×1m=1000J
(3)绳子自由端移动的距离：
s=nh=3×1m=3m
总功：
W_{总}=Fs=360N×3m=1080J
功率：
P=W_{总}/t=1080J/5s=216W
(4)机械效率：
η=W_{有用}/W_{总}×100%=1000J/1080J×100%≈92.6%
答：
(1)拉绳子的力F为360N；
(2)有用功为1000J；
(3)功率P为216W；
(4)机械效率η为92.6%。