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8.用如图甲、乙所示的两种方式匀速提升重力为100 N的物体，已知滑轮重20 N，绳重和摩擦不计。则（
A.手的拉力：$F_甲=F_乙$；机械效率：$\eta_甲=\eta_乙$
B.手的拉力：$F_甲＜F_乙$；机械效率：$\eta_甲＜\eta_乙$
C.手的拉力：$F_甲＞F_乙$；机械效率：$\eta_甲＜\eta_乙$
D.手的拉力：$F_甲＞F_乙$；机械效率：$\eta_甲＞\eta_乙$
D
）A.手的拉力：$F_甲=F_乙$；机械效率：$\eta_甲=\eta_乙$
B.手的拉力：$F_甲＜F_乙$；机械效率：$\eta_甲＜\eta_乙$
C.手的拉力：$F_甲＞F_乙$；机械效率：$\eta_甲＜\eta_乙$
D.手的拉力：$F_甲＞F_乙$；机械效率：$\eta_甲＞\eta_乙$
答案
8.D
解析
【分析】
首先判断甲、乙滑轮的类型：甲为定滑轮，乙为动滑轮。定滑轮不省力，仅改变力的方向；动滑轮可省力，但需考虑自身重力。计算拉力时，定滑轮拉力等于物重，动滑轮拉力为（物重+滑轮重）/2。机械效率方面，有用功是提升物体的功，总功是拉力做的功，额外功主要来自动滑轮的重力，甲图无动滑轮额外功，因此甲的机械效率更高。
【解析】
1. 计算手的拉力：
甲图是定滑轮，绳重和摩擦不计，定滑轮不省力，故 $ F_甲 = G_{物} = 100\ \mathrm{N} $；
乙图是动滑轮，绳重和摩擦不计，动滑轮拉力 $ F_乙 = \frac{G_{物} + G_{轮}}{2} = \frac{100\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N}}{2} = 60\ \mathrm{N} $；
因此 $ F_甲 ＞ F_乙 $。
2. 计算机械效率：
甲图中，不计绳重和摩擦，额外功为0，机械效率 $ \eta_甲 = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{G_{物}h}{F_甲h} = \frac{100\ \mathrm{N} × h}{100\ \mathrm{N} × h} = 100\% $；
乙图中，有用功 $ W_{有用} = G_{物}h $，总功 $ W_{总} = (G_{物} + G_{轮})h $，机械效率 $ \eta_乙 = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{100\ \mathrm{N} × h}{120\ \mathrm{N} × h} \approx 83.3\% $；
因此 $ \eta_甲 ＞ \eta_乙 $。
综上，手的拉力 $ F_甲 ＞ F_乙 $，机械效率 $ \eta_甲 ＞ \eta_乙 $，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的拉力计算及机械效率的比较，核心是明确两种滑轮的特点，区分有用功和额外功，理解机械效率的物理意义，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
首先判断甲、乙滑轮的类型：甲为定滑轮，乙为动滑轮。定滑轮不省力，仅改变力的方向；动滑轮可省力，但需考虑自身重力。计算拉力时，定滑轮拉力等于物重，动滑轮拉力为（物重+滑轮重）/2。机械效率方面，有用功是提升物体的功，总功是拉力做的功，额外功主要来自动滑轮的重力，甲图无动滑轮额外功，因此甲的机械效率更高。
【解析】
1. 计算手的拉力：
甲图是定滑轮，绳重和摩擦不计，定滑轮不省力，故 $ F_甲 = G_{物} = 100\ \mathrm{N} $；
乙图是动滑轮，绳重和摩擦不计，动滑轮拉力 $ F_乙 = \frac{G_{物} + G_{轮}}{2} = \frac{100\ \mathrm{N} + 20\ \mathrm{N}}{2} = 60\ \mathrm{N} $；
因此 $ F_甲 ＞ F_乙 $。
2. 计算机械效率：
甲图中，不计绳重和摩擦，额外功为0，机械效率 $ \eta_甲 = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{G_{物}h}{F_甲h} = \frac{100\ \mathrm{N} × h}{100\ \mathrm{N} × h} = 100\% $；
乙图中，有用功 $ W_{有用} = G_{物}h $，总功 $ W_{总} = (G_{物} + G_{轮})h $，机械效率 $ \eta_乙 = \frac{W_{有用}}{W_{总}} = \frac{100\ \mathrm{N} × h}{120\ \mathrm{N} × h} \approx 83.3\% $；
因此 $ \eta_甲 ＞ \eta_乙 $。
综上，手的拉力 $ F_甲 ＞ F_乙 $，机械效率 $ \eta_甲 ＞ \eta_乙 $，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮、动滑轮、机械效率
【点评】
本题考查定滑轮与动滑轮的拉力计算及机械效率的比较，核心是明确两种滑轮的特点，区分有用功和额外功，理解机械效率的物理意义，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
二、非选择题(共6小题,共36分)
9.(4分)如图1所示,这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,在此过程中小明感到
(2)小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是使小车运动到水平面时具有相同的
(3)实验时,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离。小明同学发现:小车受到的阻力越小,小车运动的距离就越
(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,他进行了如图2甲、乙所示的实验。他将一个小钢球分别放在同一斜面上的
9.(4分)如图1所示,这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。
(1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,在此过程中小明感到
毛巾
(选填“毛巾”或“木板”)对手的运动的阻碍作用较大些。(2)小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是使小车运动到水平面时具有相同的
速度
。(3)实验时,让小车从斜面上由静止滑下,观察小车在毛巾和木板表面上滑行的距离。小明同学发现:小车受到的阻力越小,小车运动的距离就越
远
。由此可进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,它将会一直做匀速直线
运动。(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,他进行了如图2甲、乙所示的实验。他将一个小钢球分别放在同一斜面上的
不同
(选填“相同”或“不同”)高度处,由静止滑下,撞击放在水平桌面上的木块,比较木块移动的距离。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时,发现小球撞击木块后,木块直接冲出水平桌面,为避免这种现象发生,请为小明同学提出一条较合理的改进建议:减小小球在斜面上的高度
。答案
9.(1)毛巾
(2)速度
(3)远 匀速直线
(4)不同 减小小球在斜面上的高度
解析 (1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,由于毛巾更粗糙,在此过程中小明感到毛巾对手的运动的阻碍作用较大些。
(2)由控制变量法可知,实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是使小车运动到水平面时具有相同的速度。
(3)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,所以小车受到的阻力越小,小车运动的距离就越远。由此可进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,它的速度不会变小,将会一直做匀速直线运动。
(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,要控制质量相同,改变速度大小,将一个小钢球分别放在同一斜面上的不同高度处,由静止滑下,小车到达斜面底端的速度不同。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时,发现小球撞击木块后,木块直接冲出水平桌面,可知小球的动能过大,为避免这种现象发生,应减小小球的动能大小,在质量不变时,减小小球的速度,较合理的改进建议是减小小球在斜面上的高度。
(2)速度
(3)远 匀速直线
(4)不同 减小小球在斜面上的高度
解析 (1)实验前,小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板表面上,并向前滑动,由于毛巾更粗糙,在此过程中小明感到毛巾对手的运动的阻碍作用较大些。
(2)由控制变量法可知,实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处,由静止开始滑下,他这样操作的目的是使小车运动到水平面时具有相同的速度。
(3)木板表面最光滑,小车运动时受到的阻力最小,小车在木板表面上通过的距离最长,速度减小得最慢,所以小车受到的阻力越小,小车运动的距离就越远。由此可进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,它的速度不会变小,将会一直做匀速直线运动。
(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系,要控制质量相同,改变速度大小,将一个小钢球分别放在同一斜面上的不同高度处,由静止滑下,小车到达斜面底端的速度不同。当他将小钢球放在斜面上较高处实验时,发现小球撞击木块后,木块直接冲出水平桌面,可知小球的动能过大,为避免这种现象发生,应减小小球的动能大小,在质量不变时,减小小球的速度,较合理的改进建议是减小小球在斜面上的高度。
解析
【分析】
本题是力学实验综合题，需结合摩擦力、控制变量法、实验推理法及动能的影响因素分析各问题：
1. 第一问：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，压力相同时，接触面越粗糙，阻碍作用越大，据此判断；
2. 第二问：探究阻力对运动的影响时，需控制小车到达水平面的初速度相同，利用控制变量法，从同一斜面同一高度滑下即可实现；
3. 第三问：根据实验中不同表面的阻力大小与滑行距离的关系，结合实验推理法得出结论；
4. 第四问：探究动能与速度的关系，需控制质量相同、改变速度，因此同一小球从不同高度滑下；木块冲出桌面是因小球动能过大，需减小小球动能，质量不变时可通过降低高度减小速度。
【解析】
(1) 滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关，当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。用大小相同的力压手，压力相同，毛巾比木板粗糙，因此毛巾对手的运动阻碍作用更大，故填毛巾；
(2) 实验采用控制变量法，探究阻力对物体运动的影响时，需保证小车到达水平面时的初速度相同，因此将同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，目的是使小车运动到水平面时具有相同的速度，故填速度；
(3) 实验中，毛巾表面粗糙，小车受阻力大，滑行距离近；木板表面光滑，小车受阻力小，滑行距离远，因此小车受到的阻力越小，运动的距离越远；进一步推理：若运动的小车不受阻力，其速度不会减小，将一直做匀速直线运动，故依次填远、匀速直线；
(4) 探究物体的动能大小与速度的关系时，需控制质量相同，改变速度大小，因此将同一小钢球放在同一斜面的不同高度处由静止滑下（高度不同，到达水平面的速度不同）；当木块被冲出桌面时，说明小球动能过大，为避免该现象，可减小小球的速度，即减小小球在斜面上的高度，故依次填不同、减小小球在斜面上的高度。
【答案】
(1)毛巾；(2)速度；(3)远、匀速直线；(4)不同、减小小球在斜面上的高度
【知识点】
阻力对物体运动的影响、动能的影响因素
【点评】
本题围绕初中力学核心实验展开，考查了摩擦力、控制变量法、实验推理法等知识点，要求学生理解实验设计原理与结论推导逻辑，是力学实验的基础题型，注重对实验方法的考查。
【难度系数】
0.5
本题是力学实验综合题，需结合摩擦力、控制变量法、实验推理法及动能的影响因素分析各问题：
1. 第一问：滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关，压力相同时，接触面越粗糙，阻碍作用越大，据此判断；
2. 第二问：探究阻力对运动的影响时，需控制小车到达水平面的初速度相同，利用控制变量法，从同一斜面同一高度滑下即可实现；
3. 第三问：根据实验中不同表面的阻力大小与滑行距离的关系，结合实验推理法得出结论；
4. 第四问：探究动能与速度的关系，需控制质量相同、改变速度，因此同一小球从不同高度滑下；木块冲出桌面是因小球动能过大，需减小小球动能，质量不变时可通过降低高度减小速度。
【解析】
(1) 滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关，当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。用大小相同的力压手，压力相同，毛巾比木板粗糙，因此毛巾对手的运动阻碍作用更大，故填毛巾；
(2) 实验采用控制变量法，探究阻力对物体运动的影响时，需保证小车到达水平面时的初速度相同，因此将同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，目的是使小车运动到水平面时具有相同的速度，故填速度；
(3) 实验中，毛巾表面粗糙，小车受阻力大，滑行距离近；木板表面光滑，小车受阻力小，滑行距离远，因此小车受到的阻力越小，运动的距离越远；进一步推理：若运动的小车不受阻力，其速度不会减小，将一直做匀速直线运动，故依次填远、匀速直线；
(4) 探究物体的动能大小与速度的关系时，需控制质量相同，改变速度大小，因此将同一小钢球放在同一斜面的不同高度处由静止滑下（高度不同，到达水平面的速度不同）；当木块被冲出桌面时，说明小球动能过大，为避免该现象，可减小小球的速度，即减小小球在斜面上的高度，故依次填不同、减小小球在斜面上的高度。
【答案】
(1)毛巾；(2)速度；(3)远、匀速直线；(4)不同、减小小球在斜面上的高度
【知识点】
阻力对物体运动的影响、动能的影响因素
【点评】
本题围绕初中力学核心实验展开，考查了摩擦力、控制变量法、实验推理法等知识点，要求学生理解实验设计原理与结论推导逻辑，是力学实验的基础题型，注重对实验方法的考查。
【难度系数】
0.5
