《2025年金钥匙课时学案作业本九年级物理上册苏科版》

15. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图,实验中每个钩码重2N,数据如表所示：


(1) 在实验中,测绳端拉力F时,应尽量沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(2) 分析表中数据可知：第4次实验是用C装置图做的。
(3) 在第2次实验中,若钩码以0.2m/s的速度匀速上升,则拉力F的功率是1.44W。
(4) 分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。

答案：
(1)竖直
(2)C
(3)1.44
(4)无关

16. (2024·南通启东校级段考)质量为55kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示。(摩擦力及绳重忽略不计,g取10N/kg)
(1) 若工人在1min内将货物匀速向上提高了12m,作用在绳子上的拉力为400N,拉力的功率为多大？
(2) 动滑轮的重力是多少？
(3) 该工人竖直向下拉绳子运送货物时,若要工人不被拉离地面,此滑轮组机械效率的最大值是多少？(结果精确至0.1%)

答案：
(1)由图甲可知，n = 3，则绳端移动的距离s=nh=3×12m = 36m，拉力做的功W=Fs=400N×36m = 14400J，拉力的功率P=W/t=14400J/60s = 240W
(2)由图乙可知，物重G = 300N时，滑轮组的机械效率η = 60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率η=W有用/W总×100%=Gh/[(G + G动)h]×100%=G/(G + G动)×100% = 60%，即300N/(300N + G动)×100% = 60%，解得G动 = 200N
(3)已知工人的质量为55kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力F大=G人=m人g=55kg×10N/kg = 550N，由F = 1/n(G + G动)可得，提升的最大物重G大=nF大 - G动=3×550N - 200N = 1450N，则滑轮组的最大机械效率η大=G大/(G大 + G动)×100%=1450N/(1450N + 200N)×100%≈87.9%