题目内容
11．
小明用如图甲滑轮组将一个重物A提起，他想知道此时滑轮组的机械效率，在实验室里测量时需要的测量工具是刻度尺和弹簧测力计；若绳子的自由端移动4m，则重物A被提高2m；但是现在他的身边除了重物A、两个完全相同的滑轮、细绳外只有2只完全相同的小桶和若干完全相同的小铁钉，他按照如图乙、丙所示做了几步实验，也测出了此滑轮组的机械效率，请将步骤补充完整．（1）如图乙将小桶、重物A挂在定滑轮两边，在右边小桶中加小铁钉直到定滑轮平衡，数出所加小铁钉的数目为n1．
（2）如图丙在定滑轮左边挂一个滑轮和小桶，在右边小桶中加小铁钉直到定滑轮平衡，数出所加小铁钉的数目为n2．
（3）则推导出如图甲滑轮组的机械效率为η=$\frac{{n}_{1}}{{n}_{1}+{n}_{2}}$（忽略绳重和摩擦）．
分析 根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可以确定所需的测量工具；
确定图甲承担物重的绳子段数，根据s=nh得出物体被提升的高度；
利用A的重力、动滑轮和A的总重与钉子的关系得出有用功和总功的比值．
解答 解：根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，要测量滑轮组的机械效率，需要用到弹簧测力计测量G和F，利用刻度尺测量h和s；
由图甲知，滑轮组由2段绳子承担物重，所以h=$\frac{s}{2}$=$\frac{1}{2}$×4m=2m；
（1）由图乙可知，物体A的重力等于n1个钉子的重力；
（2）图丙在定滑轮左边挂一个滑轮和小桶，在右边小桶中加小铁钉直到定滑轮平衡，数出所加小铁钉的数目为n2，则动滑轮的重力等于n2个钉子的重力；
（3）设每个钉子的重力为G0，滑轮组的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{G}_{A}}{{G}_{A}+{G}_{动滑轮}}$=$\frac{{G}_{钉1}}{{G}_{钉1}+{G}_{钉2}}$=$\frac{{n}_{1}{G}_{0}}{{n}_{1}{G}_{0}+{n}_{2}{G}_{0}}$=$\frac{{n}_{1}}{{n}_{1}+{n}_{2}}$．
故答案为：弹簧测力计；2；
（2）在右边小桶中加小铁钉直到定滑轮平衡，数出所加小铁钉的数目为n2；
（3）η=$\frac{{n}_{1}}{{n}_{1}+{n}_{2}}$．
点评 本题考查了实验设计，难度较大，知道实验原理是正确解题的关键，关键能够搞清设计实验的意图．
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期末冲刺100分创新金卷完全试卷系列答案
相关题目
在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：
2．
某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，实验数据如表．
（1）通过分析表中数据可知第2次实验是用甲（填“甲”或“乙”）图装置做到．
（2）计算第4次实验的机械效率η4=83%，通过比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是使用同一滑轮组，提升相同的重物，机械效率与提升物体距离无关．
（3）在第4次实验中钩码上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是0.24W．
（4）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为0.04 J．
某实验小组探究影响滑轮组机械效率因素的实验装置如图所示，实验数据如表．次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 钩码重G/N | 4 | 4 | 6 | 6 |
| 钩码上升高度h/m | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 |
| 绳端拉力F/N | 1.4 | 1.8 | 2.4 | 2.4 |
| 绳端移动距离s/m | 0.5 | 0.3 | 0.3 | 0.6 |
| 机械效率η | 57% | 74% | 83% | η4 |
（2）计算第4次实验的机械效率η4=83%，通过比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是使用同一滑轮组，提升相同的重物，机械效率与提升物体距离无关．
（3）在第4次实验中钩码上升的时间是6s，则该次实验中拉力F的功率是0.24W．
（4）已知每只滑轮重1N，请计算第2次实验中由于机械摩擦而损耗的能量为0.04 J．
19．下表为某型号小轿车的有关数据．（取g=10N/kg，1L=10-3m3）
求：（1）该小轿车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）若该小轿车行驶100km，则需耗油多少kg？
（3）假若该小轿车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶10min，牵引力所做的功．
| 小轿车的质量700kg | 小汽车的额定功率60kW |
| 每个轮胎与地面的接触面积500cm2 | 100km耗油量10L |
| 汽油的密度0.71×103kg/m3 | 汽油的价格5.0元/L |
（2）若该小轿车行驶100km，则需耗油多少kg？
（3）假若该小轿车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶10min，牵引力所做的功．
16．小明为了探究滑动摩擦力跟压力大小的关系，设计了如图甲的实验装置：
（1）小明将长木板放在水平桌面上，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动．
①他在木块上加重物改变木块对长木板的压力，进行多次实验．设计一个表格（如下表），请你帮助他把表格填完整．
②分析表格数据可以得到的结论是：接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大．
（2）小华对实验进行了改进，装置如图乙：将木块用测力计水平拉住，测力计另一端固定在桌上；用细线和砂桶连接，细线的另一端跨过定滑轮和长木板相连．实验时在砂桶中加砂，使长木板运动．若长木板匀速运动，木块静止时，木块和长木板之间的滑动摩擦力等于测力计读数；（选填“大于”、“等于”、“小于”）．这样改进的好处是便于读取弹簧测力计的示数（或弹簧测力计示数稳定）．
（1）小明将长木板放在水平桌面上，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿长木板做匀速直线运动．
①他在木块上加重物改变木块对长木板的压力，进行多次实验．设计一个表格（如下表），请你帮助他把表格填完整．
| 实验次数 | 压力的大小（N） | 滑动摩擦力的大小（N） |
| 1 | 3 | 1.2 |
| 2 | 4.5 | 1.8 |
| 3 | 6 | 2.4 |
（2）小华对实验进行了改进，装置如图乙：将木块用测力计水平拉住，测力计另一端固定在桌上；用细线和砂桶连接，细线的另一端跨过定滑轮和长木板相连．实验时在砂桶中加砂，使长木板运动．若长木板匀速运动，木块静止时，木块和长木板之间的滑动摩擦力等于测力计读数；（选填“大于”、“等于”、“小于”）．这样改进的好处是便于读取弹簧测力计的示数（或弹簧测力计示数稳定）．
如图所示，是某种固态物质加热时的温度-时间变化图线，且每分钟的供热相同，分析图象并回答下列问题：