实验16 测量滑轮组的机械效率实验-备战2021年中考物理实验专题突破

实验十六、测量滑轮组的机械效率 【实验目的】会测量滑轮组的机械效率。 【实验原理】 【待测数据】物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S 【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【实验步骤】 ①用所给器材组装如图所示滑轮组。 ②将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 ③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。 ④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 ⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Ｇｈ和Ｗ总＝Ｆｓ计算出有用功和总功，按计算该滑轮组的机械效率。 ⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。 ⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。 次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 滑轮组有用功/J 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm 滑轮组总功/J 机械效率% 单滑轮组 1 4 10 1.6 30 2 6 10 2.6 30 双滑轮组 1 4 10 1.1 50 2 6 10 1.4 50 【实验结论】 ①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关； ②同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高； ③不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 【考点方向】 1、步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 2、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 3、同一滑轮组： 绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？ 答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。 5、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？ 答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。 6、通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。 下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告， 实验名称：测量滑轮组的机械效率 实验步骤： （1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和　 　。 （2）如图1所示，测量物体G所受的重力为　 　。 （3）如图2所示，实验过程中， 拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用 　测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是　 　（选填甲”或“乙”） （4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录： 实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移机动的距离s/cm 机械效率η 1 5.00 1.80 15.00 85.2% 2 8.00 1.77 24.00 86.6% 3 10.00 1.75 30.00 87.6% 实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。 实验讨论与交流 ①小明和小红的实验结论：　 （选填“科学”或“不科学”）；请说明你的理由 。 ②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变 　，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。 （5）小明在实验探究过程中，改变不同的物理量，得出多组数据的目的是 。 【答案】 （1）分度值；（2）4.6N；（3）匀速；刻度尺；乙；（4）①不科学；根据η= ×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。（5）避免实验偶然性，使结论更具普遍性。 【解析】 （1）测力计使用前，要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值； （2）根据测力计分度值读数； （3）使用弹簧测力计时应保证系统处于平衡状态，故应该匀速拉动。测量长度的工具是刻度尺；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh，根据绳n=求出绳子的有效段数分析回答； （4）①滑轮组的机械效率η====，据此分析； ②为得出普遍性的结论要多测量。 （5）测量多组数据，重复实验可以避免实验偶然性，得