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8. 某实验小组做了测量滑轮组的机械效率实验，部分实验数据如表格所示。
(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做
(2)第2次实验时所做的有用功为
(3)分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越
(1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做
匀速直线
运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图12.4 - 6所示，为0.6
$N$。(2)第2次实验时所做的有用功为
$ 7.5 × 10^{-2} $
$J$，滑轮组的机械效率是62.5%
。(3)分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越
大
(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析第3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与重物上升的高度无关
(选填“有关”或“无关”)。答案
8. (1) 匀速直线 0.6 (2) $ 7.5 × 10^{-2} $ 62.5% (3) 大 无关
解析
【分析】
1. 第(1)问：实验中需使钩码做匀速直线运动，此时钩码处于平衡状态，拉力与钩码重力、滑轮摩擦等的合力平衡，弹簧测力计示数稳定便于读数；弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向0.6N刻度线，故示数为0.6N。
2. 第(2)问：有用功根据公式$W_{有}=Gh$计算，代入第2次实验的重力和高度数据即可；总功根据$W_{总}=Fs$计算，再利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$求出机械效率。
3. 第(3)问：对比第1、2、3次实验，同一滑轮组，重物重力逐渐增大，机械效率逐渐升高，可得出重力与效率的关系；对比第3、4次实验，重物重力相同，上升高度不同但机械效率相同，可得出效率与高度的关系。
【解析】
(1) 实验过程中，为保证弹簧测力计示数稳定，应使钩码竖直向上做匀速直线运动；由图可知弹簧测力计分度值为0.2N，示数为$\boldsymbol{0.6N}$。
(2) 第2次实验的有用功：
$W_{有}=Gh=0.75N×0.1m=7.5×10^{-2}J$
总功：$W_{总}=Fs=0.4N×0.3m=0.12J$
机械效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{7.5×10^{-2}J}{0.12J}×100\%=62.5\%$
(3) 分析第1、2、3次数据，同一滑轮组，重物重力越大，机械效率越高；分析第3、4次数据，重物重力相同，上升高度不同但机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
【答案】
(1) 匀速直线；0.6
(2) $7.5×10^{-2}$；62.5%
(3) 大；无关
【知识点】
滑轮组机械效率测量；有用功与总功计算；机械效率影响因素
【点评】
本题是滑轮组机械效率的经典实验题，涵盖实验操作规范、功与机械效率的计算以及实验数据分析，考查学生对实验原理的理解和数据分析能力，是中考常考的基础实验题型。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：实验中需使钩码做匀速直线运动，此时钩码处于平衡状态，拉力与钩码重力、滑轮摩擦等的合力平衡，弹簧测力计示数稳定便于读数；弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向0.6N刻度线，故示数为0.6N。
2. 第(2)问：有用功根据公式$W_{有}=Gh$计算，代入第2次实验的重力和高度数据即可；总功根据$W_{总}=Fs$计算，再利用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$求出机械效率。
3. 第(3)问：对比第1、2、3次实验，同一滑轮组，重物重力逐渐增大，机械效率逐渐升高，可得出重力与效率的关系；对比第3、4次实验，重物重力相同，上升高度不同但机械效率相同，可得出效率与高度的关系。
【解析】
(1) 实验过程中，为保证弹簧测力计示数稳定，应使钩码竖直向上做匀速直线运动；由图可知弹簧测力计分度值为0.2N，示数为$\boldsymbol{0.6N}$。
(2) 第2次实验的有用功：
$W_{有}=Gh=0.75N×0.1m=7.5×10^{-2}J$
总功：$W_{总}=Fs=0.4N×0.3m=0.12J$
机械效率：
$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{7.5×10^{-2}J}{0.12J}×100\%=62.5\%$
(3) 分析第1、2、3次数据，同一滑轮组，重物重力越大，机械效率越高；分析第3、4次数据，重物重力相同，上升高度不同但机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
【答案】
(1) 匀速直线；0.6
(2) $7.5×10^{-2}$；62.5%
(3) 大；无关
【知识点】
滑轮组机械效率测量；有用功与总功计算；机械效率影响因素
【点评】
本题是滑轮组机械效率的经典实验题，涵盖实验操作规范、功与机械效率的计算以及实验数据分析，考查学生对实验原理的理解和数据分析能力，是中考常考的基础实验题型。
【难度系数】
0.6
9. 如图12.4 - 7所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以$0.4m/s$的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为$270kg$的重物时，牵引车对绳的拉力为$F$，滑轮组的机械效率为$90\%$，$g$取$10N/kg$。
（1）求拉力$F$的大小。
（2）求动滑轮所受的重力。
（3）求拉力$F$的功率$P$。
（1）求拉力$F$的大小。
（2）求动滑轮所受的重力。
（3）求拉力$F$的功率$P$。
答案
9. 解 (1) 重物的重力
$ G = m g = 270 \mathrm{ kg} × 10 \mathrm{ N/kg} = 2700 \mathrm{ N} $，
由题图可知 $ n = 3 $，
则拉力的大小
$ F = \frac{G}{n \eta} = \frac{2700 \mathrm{ N}}{3 × 90\%} = 1000 \mathrm{ N} $。
(2) 动滑轮所受的重力
$ G_{\mathrm{动}} = n F - G = 3 × 1000 \mathrm{ N} - 2700 \mathrm{ N} = 300 \mathrm{ N} $。
(3) 绳子自由端移动的速度
$ v_{\mathrm{绳}} = n v_{\mathrm{物}} = 3 × 0.4 \mathrm{ m/s} = 1.2 \mathrm{ m/s} $，
拉力的功率
$ P = F · v_{\mathrm{绳}} = 1000 \mathrm{ N} × 1.2 \mathrm{ m/s} = 1200 \mathrm{ W} $。
$ G = m g = 270 \mathrm{ kg} × 10 \mathrm{ N/kg} = 2700 \mathrm{ N} $，
由题图可知 $ n = 3 $，
则拉力的大小
$ F = \frac{G}{n \eta} = \frac{2700 \mathrm{ N}}{3 × 90\%} = 1000 \mathrm{ N} $。
(2) 动滑轮所受的重力
$ G_{\mathrm{动}} = n F - G = 3 × 1000 \mathrm{ N} - 2700 \mathrm{ N} = 300 \mathrm{ N} $。
(3) 绳子自由端移动的速度
$ v_{\mathrm{绳}} = n v_{\mathrm{物}} = 3 × 0.4 \mathrm{ m/s} = 1.2 \mathrm{ m/s} $，
拉力的功率
$ P = F · v_{\mathrm{绳}} = 1000 \mathrm{ N} × 1.2 \mathrm{ m/s} = 1200 \mathrm{ W} $。
解析
【分析】
1. 第(1)问：先根据重力公式$G=mg$计算重物重力，再通过题图确定滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，结合滑轮组机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}=\frac{G}{nF}$变形推导拉力$F$的表达式，代入数据求解。
2. 第(2)问：由于滑轮摩擦和绳重忽略不计，根据滑轮组受力关系$nF=G+G_{动}$，变形后代入已知数据即可求出动滑轮重力。
3. 第(3)问：先根据$v_{绳}=nv_{物}$算出绳子自由端移动速度，再利用功率公式$P=Fv_{绳}$计算拉力的功率。
【解析】
(1) 计算重物的重力：
$G = mg = 270\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=2700\mathrm{N}$
由题图可知，滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，
根据滑轮组机械效率公式$\eta=\frac{G}{nF}$，变形得拉力：
$F = \frac{G}{n\eta} = \frac{2700\mathrm{N}}{3×90\%}=1000\mathrm{N}$
(2) 因滑轮摩擦和绳重忽略不计，根据$nF=G+G_{动}$，可得动滑轮重力：
$G_{动}=nF - G = 3×1000\mathrm{N}-2700\mathrm{N}=300\mathrm{N}$
(3) 计算绳子自由端移动的速度：
$v_{绳}=nv_{物}=3×0.4\mathrm{m/s}=1.2\mathrm{m/s}$
根据功率公式$P=Fv$，可得拉力的功率：
$P=F·v_{绳}=1000\mathrm{N}×1.2\mathrm{m/s}=1200\mathrm{W}$
【答案】
(1) 拉力$F$的大小为$\boldsymbol{1000N}$；
(2) 动滑轮所受的重力为$\boldsymbol{300N}$；
(3) 拉力$F$的功率为$\boldsymbol{1200W}$。
【知识点】
滑轮组机械效率、重力的计算、功率的计算
【点评】
本题综合考查滑轮组机械效率、重力和功率的计算，解题关键是明确滑轮组绳子段数，熟练运用相关公式推导计算，同时要注意“忽略滑轮摩擦和绳重”这一条件的应用。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：先根据重力公式$G=mg$计算重物重力，再通过题图确定滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，结合滑轮组机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Fs}=\frac{G}{nF}$变形推导拉力$F$的表达式，代入数据求解。
2. 第(2)问：由于滑轮摩擦和绳重忽略不计，根据滑轮组受力关系$nF=G+G_{动}$，变形后代入已知数据即可求出动滑轮重力。
3. 第(3)问：先根据$v_{绳}=nv_{物}$算出绳子自由端移动速度，再利用功率公式$P=Fv_{绳}$计算拉力的功率。
【解析】
(1) 计算重物的重力：
$G = mg = 270\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=2700\mathrm{N}$
由题图可知，滑轮组承担物重的绳子段数$n=3$，
根据滑轮组机械效率公式$\eta=\frac{G}{nF}$，变形得拉力：
$F = \frac{G}{n\eta} = \frac{2700\mathrm{N}}{3×90\%}=1000\mathrm{N}$
(2) 因滑轮摩擦和绳重忽略不计，根据$nF=G+G_{动}$，可得动滑轮重力：
$G_{动}=nF - G = 3×1000\mathrm{N}-2700\mathrm{N}=300\mathrm{N}$
(3) 计算绳子自由端移动的速度：
$v_{绳}=nv_{物}=3×0.4\mathrm{m/s}=1.2\mathrm{m/s}$
根据功率公式$P=Fv$，可得拉力的功率：
$P=F·v_{绳}=1000\mathrm{N}×1.2\mathrm{m/s}=1200\mathrm{W}$
【答案】
(1) 拉力$F$的大小为$\boldsymbol{1000N}$；
(2) 动滑轮所受的重力为$\boldsymbol{300N}$；
(3) 拉力$F$的功率为$\boldsymbol{1200W}$。
【知识点】
滑轮组机械效率、重力的计算、功率的计算
【点评】
本题综合考查滑轮组机械效率、重力和功率的计算，解题关键是明确滑轮组绳子段数，熟练运用相关公式推导计算，同时要注意“忽略滑轮摩擦和绳重”这一条件的应用。
【难度系数】
0.6
