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7. (2025·广元中考)用如图所示的滑轮组将重450 N的物体M沿水平地面匀速拉动1 m,绳子末端拉力F大小为40 N,物体M所受摩擦力大小是物重的0.2。则下列说法错误的是 (
A.物体M所受摩擦力方向水平向左
B.绳子末端移动的距离为3 m
C.该滑轮组的机械效率为70%
D.在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率
机械效率
C
)A.物体M所受摩擦力方向水平向左
B.绳子末端移动的距离为3 m
C.该滑轮组的机械效率为70%
D.在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率
机械效率
答案
7. C 解析:拉动绳子,物体向右移动,而摩擦力方向与相对运动方向相反,故 M 所受摩擦力方向水平向左,选项 A 正确;将物体 M 沿水平地面匀速拉动 1 m,图中 n=3,故绳子末端移动的距离是物体移动距离的3倍,为3 m,选项 B 正确;物体 M 所受摩擦力大小是物重的 0.2,f=0.2G=0.2×450 N=90 N;克服摩擦力做的有用功 W有用=fs=90 N×1 m=90 J;总功 W总=Fs=40 N×3 m=120 J;机械效率 η=W有用/W总=90 J/120 J×100%=75%,选项 C 错误;在绳子与滑轮间加润滑油可以减小机械的摩擦力,少做额外功,故可提高滑轮组的机械效率,选项 D 正确。
解析
【分析】
本题考查水平滑轮组的相关知识，需逐一分析各选项：首先明确摩擦力方向与相对运动方向相反；水平滑轮组中，绳子末端移动距离与物体移动距离的关系由承担拉力的绳子段数$n$决定；有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功，机械效率为有用功与总功的比值；加润滑油可减小摩擦，减少额外功，从而提高机械效率。
【解析】
选项A：物体$M$向右运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，故$M$所受摩擦力方向水平向左，A正确。
选项B：由图可知，水平滑轮组中承担拉力的绳子段数$n=3$，物体移动距离$s_{物}=1m$，因此绳子末端移动的距离$s_{绳}=ns_{物}=3×1m=3m$，B正确。
选项C：物体$M$所受摩擦力$f=0.2G=0.2×450N=90N$；有用功为克服摩擦力做的功，$W_{有}=fs_{物}=90N×1m=90J$；总功为拉力做的功，$W_{总}=Fs_{绳}=40N×3m=120J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{90J}{120J}×100\%=75\%$，并非70%，C错误。
选项D：在绳子与滑轮间加润滑油，可减小滑轮与轴、绳子与滑轮间的摩擦，减少额外功，从而提高滑轮组的机械效率，D正确。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组、机械效率、摩擦力
【点评】
本题结合水平滑轮组考查摩擦力方向、绳子段数判断、机械效率计算及提高机械效率的方法，需准确区分水平滑轮组与竖直滑轮组的有用功（水平为克服摩擦力，竖直为克服物重），是中考常见题型，需熟练掌握相关公式和概念。
【难度系数】
0.6
本题考查水平滑轮组的相关知识，需逐一分析各选项：首先明确摩擦力方向与相对运动方向相反；水平滑轮组中，绳子末端移动距离与物体移动距离的关系由承担拉力的绳子段数$n$决定；有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功，机械效率为有用功与总功的比值；加润滑油可减小摩擦，减少额外功，从而提高机械效率。
【解析】
选项A：物体$M$向右运动，摩擦力方向与相对运动方向相反，故$M$所受摩擦力方向水平向左，A正确。
选项B：由图可知，水平滑轮组中承担拉力的绳子段数$n=3$，物体移动距离$s_{物}=1m$，因此绳子末端移动的距离$s_{绳}=ns_{物}=3×1m=3m$，B正确。
选项C：物体$M$所受摩擦力$f=0.2G=0.2×450N=90N$；有用功为克服摩擦力做的功，$W_{有}=fs_{物}=90N×1m=90J$；总功为拉力做的功，$W_{总}=Fs_{绳}=40N×3m=120J$；机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{90J}{120J}×100\%=75\%$，并非70%，C错误。
选项D：在绳子与滑轮间加润滑油，可减小滑轮与轴、绳子与滑轮间的摩擦，减少额外功，从而提高滑轮组的机械效率，D正确。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组、机械效率、摩擦力
【点评】
本题结合水平滑轮组考查摩擦力方向、绳子段数判断、机械效率计算及提高机械效率的方法，需准确区分水平滑轮组与竖直滑轮组的有用功（水平为克服摩擦力，竖直为克服物重），是中考常见题型，需熟练掌握相关公式和概念。
【难度系数】
0.6
三、实验题
8. (2025·淮南西部地区期中)小楠同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：
(1)根据表格中数据，第2次实验的机械效率是
(2)分析第1、2、3次实验的数据可以得到的初步结论是：
(3)分析第4次与第
8. (2025·淮南西部地区期中)小楠同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：
(1)根据表格中数据，第2次实验的机械效率是
75%
。(2)分析第1、2、3次实验的数据可以得到的初步结论是：
斜面的粗糙程度相同时,斜面越陡
，斜面的机械效率越大。(3)分析第4次与第
3
次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。答案
8. (1)75% (2)斜面的粗糙程度相同时,斜面越陡 (3)3 解析:(1)根据表格中数据,第2次实验的机械效率 η=W有用/W总×100%=Gh/Fs×100%=2 N×0.15 m / 0.8 N×0.5 m ×100% =75%。(2)根据控制变量法的思想,分析第1、2、3组实验数据可知,斜面的粗糙程度相同时,斜面越陡,斜面的机械效率越高。(3)根据控制变量的思想,要想探究斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系,需控制斜面的倾斜程度相同,斜面粗糙程度不同,故分析第4次与第3次实验数据可知,在斜面的倾斜程度相同时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。
解析
【分析】
要解决这道题，首先需掌握斜面机械效率的计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$；其次，实验探究需运用控制变量法，分析数据时要明确控制不变的量和改变的量，进而推导结论。
(1)第2次实验的机械效率直接代入公式计算即可；
(2)分析1、2、3次实验，需确定不变量（斜面粗糙程度）和改变量（斜面倾斜程度），得出机械效率与倾斜程度的关系；
(3)探究机械效率与粗糙程度的关系时，需控制斜面倾斜程度相同，据此找到对应实验组。
【解析】
(1) 第2次实验中，有用功$W_{有用}=Gh=2\ \mathrm{N}×0.15\ \mathrm{m}$，总功$W_{总}=Fs=0.8\ \mathrm{N}×0.5\ \mathrm{m}$，机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{2\ \mathrm{N}×0.15\ \mathrm{m}}{0.8\ \mathrm{N}×0.5\ \mathrm{m}}×100\%=75\%$；
(2) 第1、2、3次实验中，斜面粗糙程度相同，仅斜面倾斜程度不同，且斜面越陡时机械效率越高，因此结论为：斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大；
(3) 探究斜面机械效率与粗糙程度的关系时，需控制斜面倾斜程度相同，仅改变粗糙程度，第3次和第4次实验的斜面倾斜程度一致，粗糙程度不同，故对比第4次与第3次实验数据。
【答案】
(1)75%；(2)斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡；(3)3
【知识点】
斜面的机械效率、控制变量法、机械效率的计算
【点评】
本题为斜面机械效率的基础实验题，重点考查机械效率的计算及控制变量法的应用，是力学实验中的常规题型，需学生熟练掌握相关公式和实验探究方法。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先需掌握斜面机械效率的计算公式：$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$；其次，实验探究需运用控制变量法，分析数据时要明确控制不变的量和改变的量，进而推导结论。
(1)第2次实验的机械效率直接代入公式计算即可；
(2)分析1、2、3次实验，需确定不变量（斜面粗糙程度）和改变量（斜面倾斜程度），得出机械效率与倾斜程度的关系；
(3)探究机械效率与粗糙程度的关系时，需控制斜面倾斜程度相同，据此找到对应实验组。
【解析】
(1) 第2次实验中，有用功$W_{有用}=Gh=2\ \mathrm{N}×0.15\ \mathrm{m}$，总功$W_{总}=Fs=0.8\ \mathrm{N}×0.5\ \mathrm{m}$，机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{2\ \mathrm{N}×0.15\ \mathrm{m}}{0.8\ \mathrm{N}×0.5\ \mathrm{m}}×100\%=75\%$；
(2) 第1、2、3次实验中，斜面粗糙程度相同，仅斜面倾斜程度不同，且斜面越陡时机械效率越高，因此结论为：斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大；
(3) 探究斜面机械效率与粗糙程度的关系时，需控制斜面倾斜程度相同，仅改变粗糙程度，第3次和第4次实验的斜面倾斜程度一致，粗糙程度不同，故对比第4次与第3次实验数据。
【答案】
(1)75%；(2)斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡；(3)3
【知识点】
斜面的机械效率、控制变量法、机械效率的计算
【点评】
本题为斜面机械效率的基础实验题，重点考查机械效率的计算及控制变量法的应用，是力学实验中的常规题型，需学生熟练掌握相关公式和实验探究方法。
【难度系数】
0.6
四、计算与推导题
9. 核心素养 科学思维（2025·淄博中考）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720 N，竖放时与水平地面的接触面积为$6× 10^{3}\ \mathrm{cm}^2$。吊装时工人师傅用滑轮组在100 s内将包装箱匀速提高20 m，示意图如图所示。每个滑轮重80 N，不计绳重及摩擦，g取10 N/kg。求：
(1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
9. 核心素养 科学思维（2025·淄博中考）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720 N，竖放时与水平地面的接触面积为$6× 10^{3}\ \mathrm{cm}^2$。吊装时工人师傅用滑轮组在100 s内将包装箱匀速提高20 m，示意图如图所示。每个滑轮重80 N，不计绳重及摩擦，g取10 N/kg。求：
(1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强。
(2)拉力F的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
答案
9. (1)1.2×10³ Pa (2)160 W (3)90% 解析:(1)拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为:p=F压/S=G/S=720 N / 6×10³×10⁻⁴ m²=1.2×10³ Pa;(2)由图可知,动滑轮由两段绳子承担,所以拉力为:F=1/2(G+G动)=1/2×(720 N+80 N)=400 N,包装箱上升的速度 v=s/t=20 m /100 s=0.2 m/s,则绳端的速度 v绳=2v=2×0.2 m/s=0.4 m/s,拉力 F 的功率 P=W/t=Fs/t=Fv绳=400 N×0.4 m/s=160 W;(3)滑轮组的机械效率为:η=Gh/Fs=Gh/(G+G动)h=G/(G+G动)=720 N/(720 N+80 N)=90%。
解析
【分析】
本题为力学综合题，需依次运用压强公式、滑轮组相关公式、机械效率公式解题：
1. 第一问求压强：水平面上物体对地面的压力等于自身重力，关键是将接触面积的单位从$\mathrm{cm}^2$换算为$\mathrm{m}^2$，再代入压强公式计算；
2. 第二问求拉力的功率：先判断滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，再根据滑轮组拉力公式算出拉力，结合物体上升速度与绳端速度的关系，用功率公式计算功率；
3. 第三问求机械效率：利用有用功、总功的表达式，结合滑轮组$s=nh$的关系，简化后计算机械效率。
【解析】
(1) 包装箱竖放时对水平地面的压力等于总重力，即$F_{\mathrm{压}}=G=720\ \mathrm{N}$；
接触面积单位换算：$S=6×10^3\ \mathrm{cm}^2=6×10^3×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.6\ \mathrm{m}^2$；
根据压强公式：$p=\frac{F_{\mathrm{压}}}{S}=\frac{720\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{m}^2}=1.2×10^3\ \mathrm{Pa}$。
(2) 由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$；
不计绳重及摩擦，拉力$F=\frac{1}{2}(G+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{2}×(720\ \mathrm{N}+80\ \mathrm{N})=400\ \mathrm{N}$；
物体上升的速度：$v_{\mathrm{物}}=\frac{h}{t}=\frac{20\ \mathrm{m}}{100\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$；
绳端的速度：$v_{\mathrm{绳}}=nv_{\mathrm{物}}=2×0.2\ \mathrm{m/s}=0.4\ \mathrm{m/s}$；
拉力的功率：$P=Fv_{\mathrm{绳}}=400\ \mathrm{N}×0.4\ \mathrm{m/s}=160\ \mathrm{W}$。
(3) 滑轮组的有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh$，总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=F× nh$；
机械效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{Gh}{F× nh}=\frac{G}{nF}=\frac{720\ \mathrm{N}}{2×400\ \mathrm{N}}=90\%$。
【答案】
(1)$1.2×10^3\ \mathrm{Pa}$；(2)$160\ \mathrm{W}$；(3)$90\%$
【知识点】
压强计算；滑轮组功率；机械效率
【点评】
本题结合生活吊装场景，综合考查力学核心公式的应用，需注意单位换算和滑轮组绳子段数的判断，是一道基础力学综合题，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.6
本题为力学综合题，需依次运用压强公式、滑轮组相关公式、机械效率公式解题：
1. 第一问求压强：水平面上物体对地面的压力等于自身重力，关键是将接触面积的单位从$\mathrm{cm}^2$换算为$\mathrm{m}^2$，再代入压强公式计算；
2. 第二问求拉力的功率：先判断滑轮组承担物重的绳子段数$n=2$，再根据滑轮组拉力公式算出拉力，结合物体上升速度与绳端速度的关系，用功率公式计算功率；
3. 第三问求机械效率：利用有用功、总功的表达式，结合滑轮组$s=nh$的关系，简化后计算机械效率。
【解析】
(1) 包装箱竖放时对水平地面的压力等于总重力，即$F_{\mathrm{压}}=G=720\ \mathrm{N}$；
接触面积单位换算：$S=6×10^3\ \mathrm{cm}^2=6×10^3×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.6\ \mathrm{m}^2$；
根据压强公式：$p=\frac{F_{\mathrm{压}}}{S}=\frac{720\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{m}^2}=1.2×10^3\ \mathrm{Pa}$。
(2) 由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数$n=2$；
不计绳重及摩擦，拉力$F=\frac{1}{2}(G+G_{\mathrm{动}})=\frac{1}{2}×(720\ \mathrm{N}+80\ \mathrm{N})=400\ \mathrm{N}$；
物体上升的速度：$v_{\mathrm{物}}=\frac{h}{t}=\frac{20\ \mathrm{m}}{100\ \mathrm{s}}=0.2\ \mathrm{m/s}$；
绳端的速度：$v_{\mathrm{绳}}=nv_{\mathrm{物}}=2×0.2\ \mathrm{m/s}=0.4\ \mathrm{m/s}$；
拉力的功率：$P=Fv_{\mathrm{绳}}=400\ \mathrm{N}×0.4\ \mathrm{m/s}=160\ \mathrm{W}$。
(3) 滑轮组的有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh$，总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=F× nh$；
机械效率：$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}=\frac{Gh}{F× nh}=\frac{G}{nF}=\frac{720\ \mathrm{N}}{2×400\ \mathrm{N}}=90\%$。
【答案】
(1)$1.2×10^3\ \mathrm{Pa}$；(2)$160\ \mathrm{W}$；(3)$90\%$
【知识点】
压强计算；滑轮组功率；机械效率
【点评】
本题结合生活吊装场景，综合考查力学核心公式的应用，需注意单位换算和滑轮组绳子段数的判断，是一道基础力学综合题，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.6
