5年中考3年模拟试卷初中物理八年级下册第3节机械效率第2课时

第十二章简单机械第3节机械效率第2课时测量滑轮组的机械效率基础过关全练知识点3测量滑轮组的机械效率1.(2023河北承德一模)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如表所示。(P8212006)实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η120.11.20.355.6%240.11.90.370.2%360.11.60.5420.21.20.655.6%(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计;

(2)通过比较1、4两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度;

(3)通过比较两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;

(4)分析表中数据可知:第3次实验是用图所示装置来完成的,第3次实验时所做的有用功为J,滑轮组的机械效率是%;

(5)假如第1次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由2N增加到8N,滑轮组的机械效率可以达到%(百分号前保留1位小数)。

能力提升全练2.(2023辽宁营口中考,12,★★☆)(多选)如图所示,重100N的物体A在F=10N的拉力作用下,3s内沿水平地面匀速直线运动了1.5m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是 ()A.绳自由端移动的速度为1m/sB.在此过程中所做的额外功为15JC.物体与地面间的滑动摩擦力为18ND.拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力一定变大3.【物理跨数学】(2022内蒙古通辽中考,10,★★☆)用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是 ()A.拉力F为350NB.绳子自由端移动的速度为0.5m/sC.动滑轮重为50ND.该滑轮组的机械效率为83.3%4.(2023安徽合肥包河一模,7,★☆☆)利用如图所示的轻质杠杆提升钩码,已知钩码总重G为1.0N,利用弹簧测力计将杠杆缓慢拉至图中虚线位置,钩码上升高度为0.1m,弹簧测力计竖着向上移动的距离为0.5m,在此过程中,弹簧测力计示数如图所示。则在上述过程中,该杠杆的机械效率为。

5.【学科素养·科学探究】(2023江苏南通崇川期末,23,★★☆)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫做机械效益(用“MA”表示),根据机械效益可以比较省力程度。那么,滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢?小明提出三个猜想:(P8212006)猜想一:与物体重力大小有关;猜想二:与吊起动滑轮的绳子股数有关;猜想三:与动滑轮重力大小有关。小明组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组,其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1,图丙中每个滑轮的质量为m2,m1=2m2,利用这三个滑轮组进行实验,测得5组数据,再将图丙的滑轮先后更换两次,测得2组数据。不计绳重和摩擦,实验数据如表。序号物重G/N吊起动滑轮的绳子股数n拉力F/N机械效益MA1624.01.52825.01.631026.01.74833.32.45842.53.26843.02.77843.52.3(1)分析1、2、3三次数据可知,其他条件相同时,越大,滑轮组的机械效益越大,其省的力(选填“越多”“越少”或“不变”)。

(2)分析数据可知,当其他条件相同时,机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是。

(3)第三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系。

(4)用表格中第7次实验的滑轮组,匀速提升重10N的物体,则该滑轮组的机械效益为,机械效率为。

(5)同一滑轮组的机械效益增大时,其机械效率(选填“变小”“不变”或“变大”),机械效率与机械效益的比值(选填“变小”“不变”或“变大”)。

6.【学科素养·科学思维】(2023湖南永兴一模,21,★★☆)如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮重100kg,绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把上表面距水面5m,质量为1×103kg,体积为0.5m3的物体匀速提起(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:(P8212005)(1)物体受到的重力;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)物体离开水面前,滑轮组的机械效率(百分号前保留一位小数)。素养探究全练7.【科学探究】某居民楼前的无障碍通道上,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图甲是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度,结果如图甲,为cm。

(2)选用车轮与轮椅车轮相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;②将弹簧测力计与斜面平行放置并,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图甲所示,弹簧测力计示数为N;

③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为。

(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出W1和W2与小车总重G的关系图象,分别如图乙中的线段a和b;①由图象可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重(选填“有关”或“无关”);

②若这位母亲的质量为50kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为N。

答案全解全析基础过关全练1.(1)匀速(2)无关(3)1、2(4)丙0.675(5)83.3解析(1)为了准确测出滑轮组的机械效率,应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动;(2)1、4两次实验中滑轮组和提升物体的重力相同,重物上升高度不同,而机械效率相同,可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关;(3)1、2两次实验使用同样的滑轮组,提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;(4)在第3次实验中,s=0.5m,h=0.1m,由s=nh可得n=5,所以第3次实验是用丙图所示装置来完成的;第3次实验时所做的有用功W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J,总功W总=Fs=1.6N×0.5m=0.8J,滑轮组的机械效率η=W有用W总=0.6J0.8J=75%;(5)第1次实验时,不计绳重和摩擦,根据F=1n(G物+G动),得动滑轮的重力G动=3×1.2N-2N=1.6N,钩码重8N时滑轮组的机械效率η'=W有用'W能力提升全练2.AC绳自由端移动的速度为v=st=3m3s=1m/s,故A正确;拉力做的总功W总=Fs=10N×3m=30J;在此过程中所做的额外功为W额=W总(1-η)=30J×(1-90%)=3J,故B错误;有用功为W有=W总η=30J×90%=27J,则物体与地面间摩擦力f=W有s物=27J1.5m=18N,故C正确;由于地面的粗糙程度不变,且物体A对地面的压力大小不变,故当拉力3.C由图乙知,在20s内拉力F做的功W总=6000J,由图甲知,滑轮组绳子的有效股数n=2,物体M沿竖直方向匀速提升10m时,绳子自由端移动距离s=nh=2×10m=20m,由W总=Fs可得,拉力F=W总s=6000J20m=300N,故A选项错误。绳子自由端移动速度v=st=20m20s=1m/s,故B选项错误。忽略绳重及摩擦,有F=1n(G+G动),则动滑轮重力G动=nF-G=2×300N-550N=50N,故C选项正确。有用功W有=Gh=550N×10m=5500J,滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=5500J6000J4.40%解析由图可知,弹簧测力计读数为0.5N,故有用功W有=Gh=1N×0.1m=0.1J,总功为W总=Fs=0.5N×0.5m=0.25J,则机械效率为η=W有W总=0.1J5.(1)物重越多(2)MA=0.8n(3)5、6、7(4)2.562.5%(5)变大不变解析(1)分析1、2、3三次数据可知,其他条件相同时,物重越大,滑轮组的机械效益越大,计算物重与拉力的差可知其省的力越多;(2)分析2、4、5三次数据可知,当其他条件相同时,机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是MA=0.8n;(3)根据控制变量法可知探究机械效益MA与动滑轮重的关系时,需改变动滑轮的重,控制其他条件相同,由题意可知5、6、7三次实验是为了探究机械效益与动滑轮重的关系;(4)第7次实验中动滑轮的重力G动=nF-G=4×3.5N-8N=6N,匀速提升重10N的物体,拉力F'=14(G'+G动)=14×(10N+6N)=4N,则该滑轮组的机械效益为MA=G'F'=10N4N=2.5,机械效率为η=W有W总=G'ℎF'×4ℎ=G'4F'=10N4×4N=62.5%;(5)由题意可知同一滑轮组的机械效益MA=GF=G1n(G+G动)=n×GG+G动,同一滑轮组的机械效率6.解析(1)物体受到的重力G=mg=1×103kg×10N/kg=104N;(2)物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3=5000N;(3)拉物体的绳子所受的拉力F拉=G-F浮=104N-5000N=5000N,由图可知,n=3,绳重和摩擦不计,拉力F的大小F=1n(F拉+G动)=1n(F拉+m动g)=13×(5000N+100kg×10N/kg)=2000N,绳端移动的距离s=nh=3×5m=15m,物体露出水面前拉力做的功W总=Fs=2000N×15m=3×104J;物体离开水面前做的有用功W有=F拉h=5000N×5m=2.5×104J,滑轮组的机械效率:η=W有W总=2.5×素养探究全练7.(1)9.00(2)②校零0.3③0.360%(3)①无关②105解析(1)B点所处高度为9.00cm;(2)②弹簧测力计使用前需要校零;由图甲可知,弹簧测力计的示数为0.3N;③拉力做的功为W总=Fs=0.3N×1