《2026年全效学习中考学练测科学中考强化基础版》

典例2 [2024·台州多校联考]如图所示装置,物体处于平衡状态,不考虑滑轮与轴的摩擦及滑轮的重力,则 $ m_1 $、$ m_2 $ 的大小关系是 （ ）


A.$ m_1 = m_2 $
B.$ m_1 = 2m_2 $
C.$ m_2 = 2m_1 $
D.$ m_1 = 4m_2 $

答案： B

跟踪训练2 [2024·杭州淳安县模拟]如图所示装置,物体 $ B $ 放在水平桌面上,重为 $ 2N $ 的物体 $ A $ 通过滑轮组拉物体 $ B $,使物体 $ B $ 以 $ 0.6m/s $ 的速度水平匀速向右运动。现用一水平拉力 $ F $ 向左拉物体 $ B $,使物体 $ A $ 以 $ 0.3m/s $ 的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重和摩擦,则下列判断正确的是 （ ）


A.当物体 $ B $ 向右匀速运动时,受到的摩擦力大小为 $ 4N $
B.当物体 $ B $ 向右匀速运动时,物体 $ A $ 的速度为 $ 0.2m/s $
C.当物体 $ B $ 向左匀速运动时,拉力 $ F $ 大小为 $ 12N $
D.当物体 $ B $ 向左匀速运动时,拉力 $ F $ 功率为 $ 0.6W $

答案： C

典例3 小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升,支点和杠杆的摩擦不计,问:

(1)重为 $ 5N $ 的钩码挂在 $ A $ 点时,人的拉力 $ F $ 为 $ 4N $,钩码上升 $ 0.3m $ 时,动力作用点 $ C $ 上升 $ 0.5m $,此时机械效率 $ \eta_1 $ 为多大?
(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到 $ B $ 点,再次缓慢提升杠杆使动力作用点 $ C $ 仍然上升 $ 0.5m $。此时人的拉力 $ F $ 与第一次相比______（选填“变大”“变小”或“不变”）。比较此时的机械效率 $ \eta_2 $ 与 $ \eta_1 $ 的大小,并用学过的知识给以推导。

答案：
(1)有用功$W_{有}=Gh=5N×0.3m=1.5J,$总功$W_{总}=Fs=4N×0.5m=2J,$机械效率$η_{1}=frac{W_{有}}{W_{总}}×100%=frac{1.5J}{2J}×100%=75%。$
(2)变小
杠杆的机械效率$η=frac{W_{有}}{W_{总}}×100%=frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}}×100%=frac{1}{1+frac{W_{额}}{W_{有}}}×100%;$因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变(即$W_{额}=G_{杠杆}·h_{杠杆}$不变);由于悬挂点B更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据$W_{有}=Gh$可知,有用功减小;从上述η的表达式可知$:W_{有}$减小、$W_{额}$不变,所以分母变大,η就减小;即$η_{2}＜η_{1}。$

跟踪训练3 某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:

①用轻绳所悬挂杠杆一端的 $ O $ 点作为支点,在 $ A $ 点用轻绳悬挂总重为 $ G $ 的钩码,在 $ B $ 点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持 $ O $ 点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为 $ F $,利用刻度尺分别测出 $ A $、$ B $ 两点上升的高度为 $ h_1 $、$ h_2 $。
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式 $ \eta = $______（用已知或测量的物理量符号表示）。
(2)本次实验中,若提升的钩码自重一定,不计装置的摩擦,则影响杠杆机械效率的主要因素是______。

答案： $(1)frac{Gh_{1}}{Fh_{2}}×100% (2)$杠杆自重

典例4 [2025·四川广安]小丽用如图甲所示的装置,测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。


(1)实验时应该竖直向上______（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。
(2)她按照正确步骤进行了 $ 3 $ 次实验,记录数据如表格所示。第 $ 1 $ 次实验中,绳子自由端移动的距离①为______$ m $;第 $ 3 $ 次实验中,机械效率②为______。
(3)她将图甲装置改接为图乙装置,提升相同钩码,图乙装置更______（选填“省力”或“费力”）。

答案：
(1)匀速
(2)9 80.0%
(3)费力