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11.(2025·南京月考)小军同学探究斜面的省力情况.如图甲所示,他首先用弹簧测力计测出小车的重力,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,如图乙所示,得到下表所示的数据:
(1)实验过程中拉力的方向应与斜面
(2)分析上表中的数据,可以得出斜面是一种省力机械,请你通过表格中的数据进一步分析,使用斜面
(3)由表格中记录的数据可以计算出斜面的机械效率为
(4)若想探究斜面的省力情况与倾斜角的关系,则要保持
(1)实验过程中拉力的方向应与斜面
平行
.(2)分析上表中的数据,可以得出斜面是一种省力机械,请你通过表格中的数据进一步分析,使用斜面
不省
(选填“省”或“不省”)功,理由是$Fs＞Gh$
.(3)由表格中记录的数据可以计算出斜面的机械效率为
89.7%
.(4)若想探究斜面的省力情况与倾斜角的关系,则要保持
斜面的光滑程度
和小车的重力
不变,只改变斜面的倾斜角度
,这种研究问题的方法我们称之为控制变量法.答案
11.(1)平行 (2)不省 $Fs＞Gh$ (3)89.7% (4)斜面的光滑程度 小车的重力 斜面的倾斜角度
解析
【分析】
本题围绕斜面的探究实验展开，需结合实验操作要求、功的原理、机械效率公式及控制变量法分析各问题：
1. 第(1)问：探究斜面省力时，拉力方向需与斜面平行，避免产生垂直斜面的分力影响实验准确性；
2. 第(2)问：根据功的原理，使用任何机械都不省功，通过比较总功（Fs）和有用功（Gh）的大小判断；
3. 第(3)问：利用机械效率公式η=W有/W总×100%，代入对应功的数值计算；
4. 第(4)问：探究倾斜角的影响时，需控制其他变量不变，采用控制变量法分析。
【解析】
(1) 实验中，为保证拉力沿斜面方向，避免垂直分力干扰，拉力方向应与斜面平行；
(2) 根据功的原理，使用任何机械都不省功。由实验数据可知，拉力做的总功Fs大于克服重力做的有用功Gh，因此使用斜面不省功，理由是Fs＞Gh；
(3) 斜面机械效率η=W有/W总×100%=Gh/(Fs)×100%，代入实验数据计算得η≈89.7%；
(4) 探究斜面省力与倾斜角的关系时，需保持斜面的光滑程度和小车的重力不变，只改变斜面的倾斜角度，这种方法为控制变量法。
【答案】
11.(1)平行 (2)不省 $Fs＞Gh$ (3)89.7% (4)斜面的光滑程度 小车的重力 斜面的倾斜角度
【知识点】
斜面的特点、功的原理、机械效率
【点评】
本题考查斜面探究实验的核心知识点，涵盖实验操作、功的原理、机械效率计算及控制变量法，是力学简单机械部分的基础实验题，注重对实验过程和原理的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕斜面的探究实验展开，需结合实验操作要求、功的原理、机械效率公式及控制变量法分析各问题：
1. 第(1)问：探究斜面省力时，拉力方向需与斜面平行，避免产生垂直斜面的分力影响实验准确性；
2. 第(2)问：根据功的原理，使用任何机械都不省功，通过比较总功（Fs）和有用功（Gh）的大小判断；
3. 第(3)问：利用机械效率公式η=W有/W总×100%，代入对应功的数值计算；
4. 第(4)问：探究倾斜角的影响时，需控制其他变量不变，采用控制变量法分析。
【解析】
(1) 实验中，为保证拉力沿斜面方向，避免垂直分力干扰，拉力方向应与斜面平行；
(2) 根据功的原理，使用任何机械都不省功。由实验数据可知，拉力做的总功Fs大于克服重力做的有用功Gh，因此使用斜面不省功，理由是Fs＞Gh；
(3) 斜面机械效率η=W有/W总×100%=Gh/(Fs)×100%，代入实验数据计算得η≈89.7%；
(4) 探究斜面省力与倾斜角的关系时，需保持斜面的光滑程度和小车的重力不变，只改变斜面的倾斜角度，这种方法为控制变量法。
【答案】
11.(1)平行 (2)不省 $Fs＞Gh$ (3)89.7% (4)斜面的光滑程度 小车的重力 斜面的倾斜角度
【知识点】
斜面的特点、功的原理、机械效率
【点评】
本题考查斜面探究实验的核心知识点，涵盖实验操作、功的原理、机械效率计算及控制变量法，是力学简单机械部分的基础实验题，注重对实验过程和原理的理解，难度适中。
【难度系数】
0.6
12.如图所示,工人站在水平台面上用滑轮组提升货物.工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时,货物未离开水平地面;第二次竖直向上拉动绳子,使货物以0.09m/s的速度匀速上升.已知工人体重为600N,货物重为900N,货物与地面的接触面积为0.1m²,动滑轮重为100N.不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法错误的是 (
A.第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为800N
B.第一次拉绳子时,货物对地面的压强为4000Pa
C.第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D.第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为81W
D
)A.第一次拉绳子时,工人对水平台面的压力为800N
B.第一次拉绳子时,货物对地面的压强为4000Pa
C.第二次拉绳子的过程中,该滑轮组的机械效率为90%
D.第二次拉绳子的过程中,工人拉力的功率为81W
答案
12.D
解析
【分析】
本题需分两次拉绳的状态分析：第一次拉绳时货物未离地，对工人、动滑轮与货物整体受力分析，结合力的相互性、滑轮组拉力公式求压力和压强；第二次拉绳时货物匀速上升，利用滑轮组拉力公式求工人拉力，再计算机械效率和拉力功率，逐一判断选项对错。
【解析】
由图可知，滑轮组承担动滑轮和货物的绳子段数$ n=3 $，不计滑轮组的绳重和摩擦：
1. 选项A分析：第一次拉绳时，工人受向下的重力$ G_{人}=600N $、向下的绳子拉力$ F_{1}=200N $（力的相互作用）、向上的台面支持力$ N $，由平衡条件得$ N=G_{人}+F_{1}=600N+200N=800N $，根据力的作用相互，工人对水平台面的压力等于支持力，为800N，A正确。
2. 选项B分析：第一次拉绳时，动滑轮和货物总重$ G_{总}=G_{货}+G_{动}=900N+100N=1000N $，向上的总拉力为$ 3F_{1}=3×200N=600N $，地面对货物的支持力$ F_{支}=G_{总}-3F_{1}=1000N-600N=400N $，货物对地面的压力等于$ F_{支} $，压强$ p=\frac{F_{支}}{S}=\frac{400N}{0.1m^2}=4000Pa $，B正确。
3. 选项C分析：第二次拉绳时，货物匀速上升，工人拉力$ F_{2}=\frac{G_{货}+G_{动}}{n}=\frac{900N+100N}{3}=\frac{1000}{3}N $，滑轮组机械效率$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{货}h}{F_{2}·nh}=\frac{G_{货}}{nF_{2}}=\frac{900N}{3×\frac{1000}{3}N}=90\% $，C正确。
4. 选项D分析：第二次拉绳时，绳子自由端速度$ v_{绳}=nv_{物}=3×0.09m/s=0.27m/s $，工人拉力的功率$ P=F_{2}v_{绳}=\frac{1000}{3}N×0.27m/s=90W≠81W $，D错误。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组的应用、压强计算、机械效率与功率
【点评】
本题结合滑轮组的不同工作状态，考查受力分析和多个力学公式的应用，需准确确定绳子段数，易错点是第一次拉绳时工人对台面的压力需包含绳子的向下拉力，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需分两次拉绳的状态分析：第一次拉绳时货物未离地，对工人、动滑轮与货物整体受力分析，结合力的相互性、滑轮组拉力公式求压力和压强；第二次拉绳时货物匀速上升，利用滑轮组拉力公式求工人拉力，再计算机械效率和拉力功率，逐一判断选项对错。
【解析】
由图可知，滑轮组承担动滑轮和货物的绳子段数$ n=3 $，不计滑轮组的绳重和摩擦：
1. 选项A分析：第一次拉绳时，工人受向下的重力$ G_{人}=600N $、向下的绳子拉力$ F_{1}=200N $（力的相互作用）、向上的台面支持力$ N $，由平衡条件得$ N=G_{人}+F_{1}=600N+200N=800N $，根据力的作用相互，工人对水平台面的压力等于支持力，为800N，A正确。
2. 选项B分析：第一次拉绳时，动滑轮和货物总重$ G_{总}=G_{货}+G_{动}=900N+100N=1000N $，向上的总拉力为$ 3F_{1}=3×200N=600N $，地面对货物的支持力$ F_{支}=G_{总}-3F_{1}=1000N-600N=400N $，货物对地面的压力等于$ F_{支} $，压强$ p=\frac{F_{支}}{S}=\frac{400N}{0.1m^2}=4000Pa $，B正确。
3. 选项C分析：第二次拉绳时，货物匀速上升，工人拉力$ F_{2}=\frac{G_{货}+G_{动}}{n}=\frac{900N+100N}{3}=\frac{1000}{3}N $，滑轮组机械效率$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{货}h}{F_{2}·nh}=\frac{G_{货}}{nF_{2}}=\frac{900N}{3×\frac{1000}{3}N}=90\% $，C正确。
4. 选项D分析：第二次拉绳时，绳子自由端速度$ v_{绳}=nv_{物}=3×0.09m/s=0.27m/s $，工人拉力的功率$ P=F_{2}v_{绳}=\frac{1000}{3}N×0.27m/s=90W≠81W $，D错误。
【答案】
D
【知识点】
滑轮组的应用、压强计算、机械效率与功率
【点评】
本题结合滑轮组的不同工作状态，考查受力分析和多个力学公式的应用，需准确确定绳子段数，易错点是第一次拉绳时工人对台面的压力需包含绳子的向下拉力，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
