9. 水平地面上放着重为200 N、棱长为0.2 m的正方体物块，现将其由斜面底端匀速拉至顶端，如图所示。已知平行于斜面的拉力为120 N，物块移动的距离为2 m，升高1 m。
(1)求物块放在水平地面上时对地面的压强。
(2)求斜面的机械效率(百分号前保留1位小数)。
(3)求物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力。

解：(1)物块对水平地面的压力$F = G = 200\ N，$受力面积$S=(0.2\ m)^2 = 0.04\ m^2，$则物块放在水平地面上时对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{200\ N}{0.04\ m^2}=5000\ Pa。$ (2)斜面做的总功$W_{总}=Fs = 120\ N\times2\ m = 240\ J，$做的有用功$W_{有用}=Gh = 200\ N\times1\ m = 200\ J，$斜面的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}\times100\%=\frac{200\ J}{240\ J}\times100\%\approx83.3\%。$ (3)物块拉上斜面做的额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=240\ J - 200\ J = 40\ J，$克服物块所受的摩擦力做的功为额外功，故物块沿斜面向上滑动时，所受的摩擦力$f=\frac{W_{额外}}{s}=\frac{40\ J}{2\ m}=20\ N。$

10. (2024·苏州)某起重机的滑轮组的结构示意图如图所示,其最大载重为5 t.起重机将3 600 kg的钢板从地面匀速提升到10 m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%.不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10 N/kg.
(1)求克服钢板重力做的功$W_{有用}$.
(2)求钢丝绳的拉力$F$.
(3)求滑轮组满载时的机械效率(百分号前保留1位小数).

解：(1)克服钢板重力做的功$W_{有用}=Gh=mgh = 3600\ kg\times10\ N/kg\times10\ m = 3.6\times10^5\ J。$ (2)滑轮组做的总功$W_{总}=\frac{W_{有用}}{\eta}=\frac{3.6\times10^5\ J}{80\%}=4.5\times10^5\ J，$由题图可知，有4段绳子承重，则钢丝绳的拉力$F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{4.5\times10^5\ J}{4\times10\ m}=1.125\times10^4\ N。$ (3)滑轮组做的额外功$W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=4.5\times10^5\ J - 3.6\times10^5\ J = 9\times10^4\ J，$不计钢丝绳的重力和摩擦，则动滑轮的重力$G_{动}=\frac{W_{额外}}{h}=\frac{9\times10^4\ J}{10\ m}=9\times10^3\ N，$滑轮组满载时提升的物重$G'=m_{最大}g = 5\times10^3\ kg\times10\ N/kg = 5\times10^4\ N，$机械效率$\eta_{最大}=\frac{W_{有用}'}{W_{有用}'+W_{额外}}\times100\%=\frac{G'}{G'+G_{动}}\times100\%=\frac{5\times10^4\ N}{5\times10^4\ N + 9\times10^3\ N}\times100\%\approx84.7\%。$

11. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图甲、乙、丙所示,弹簧测力计与绳自由端相连,图中未画出),实验数据如下表所示.


|次数|物重/N|物体上升高度/cm|弹簧测力计示数/N|弹簧测力计上升高度/cm|机械效率/%|
|----|----|----|----|----|----|
|1|2|10|0.8|30|83.3|
|2|4|10|1.5|30| |
|3|6|10|2.2|30|90.9|
(1)实验中要竖直向上缓慢________拉动弹簧测力计,使钩码升高.
(2)表格中空白处数据应为________(保留1位小数).
(3)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与________有关.
(4)根据实验结论推测,使用该滑轮组将重8 N的物体匀速提升10 cm,此时滑轮组的机械效率可能是 ( )
A. 71.6% B. 82.4% C. 92.1% D. 100%
(5)另一实验小组提升同一物体,改变动滑轮的重进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁所示的图像.分析可知,被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越________(选填“高”或“低”);分析图像中的A点可知,此时被提升物体所受的重力 ( )
A. 一定大于12 N B. 等于12 N C. 一定小于12 N

匀速
; 88.9
; 物重
; C
; 低
; A