《2025年能力素养与学力提升九年级物理上册苏科版》

11. 在“探究滑轮组工作时的特点”活动中,小明用如图所示的滑轮组提升钩码,改变钩码的数量,在正确操作的情况下,测得的实验数据如下表。
|实验序号|钩码重$G/N$|钩码上升高度$h/cm$|拉力$F/N$|绳端移动的距离$s/cm$|
|1|1.0|10|1.1|30|
|2|2.0|10|1.7|30|


|3|3.0|10|2.3|30|\n(1)分析表中数据发现,实验中所用动滑轮的重力一定小于______N。\n(2)从实验数据可得出实验结论：同一滑轮组,______,机械效率越高。\n(3)以下情形导致测得的机械效率偏大的是______(填字母)。\nA. 加速拉动弹簧测力计\nB. 弹簧测力计读数错误,致使结果偏大\nC. 钩码有磨损,导致实际质量比标注质量小\nD. 弹簧测力计的指针在零刻线以下,未调零就测量拉力\n(4)小明进一步研究,计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值$\Delta W = W_{总}-W_{有}-W_{轮}$,根据表格中的数据,发现重物的重力越大,差值$\Delta W$______(选填“越大”“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释：______。\n[img]
（1）2.3
（2）所提升物体越重
（3）(C)
（4）越大 重物的重力越大,绳子和滑轮以及滑轮转轴的摩擦越大,由题可知,ΔW就是克服绳重和摩擦所做的功,ΔW 也就越大

答案： （1）2.3 （2）所提升物体越重 （3）C （4）越大 重物的重力越大,绳子和滑轮以及滑轮转轴的摩擦越大,由题可知,ΔW就是克服绳重和摩擦所做的功,ΔW 也就越大

12. 如图所示的滑轮组下挂一重为45N的物体A,现用20N的拉力F在4s内将物体A匀速提升2m。求：(1)此过程中所做的有用功。(2)滑轮组的机械效率。(3)当克服摩擦和绳重所做的功为总功的5%时,求动滑轮的重力。

答案： 1. （1）求有用功：
解：根据有用功公式$W_{有}=Gh$（其中$G$是物体重力，$h$是物体上升高度）。
已知$G = 45N$，$h = 2m$，则$W_{有}=Gh=45N×2m = 90J$。
2. （2）求滑轮组的机械效率：
解：由图可知$n = 3$（承担物重的绳子段数），根据$s=nh$（$s$是绳子自由端移动距离），可得$s = 3×2m=6m$。
总功$W_{总}=Fs$（$F$是拉力，$s$是绳子自由端移动距离），已知$F = 20N$，$s = 6m$，则$W_{总}=Fs=20N×6m = 120J$。
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{90J}{120J}×100\% = 75\%$。
3. （3）求动滑轮的重力：
解：已知克服摩擦和绳重所做的功$W_{额1}=5\%W_{总}$，由$W_{总}=W_{有}+W_{额1}+W_{额2}$（$W_{额2}$是克服动滑轮重力做的功），$W_{额2}=G_{动}h$。
先算$W_{额1}=5\%×120J = 6J$，$W_{额2}=W_{总}-W_{有}-W_{额1}$。
把$W_{总}=120J$，$W_{有}=90J$，$W_{额1}=6J$代入得$W_{额2}=120J - 90J-6J = 24J$。
又因为$W_{额2}=G_{动}h$，$h = 2m$，根据$G_{动}=\frac{W_{额2}}{h}$，可得$G_{动}=\frac{24J}{2m}=12N$。
综上，（1）有用功为$90J$；（2）机械效率为$75\%$；（3）动滑轮重力为$12N$。