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必考专题实验19 测量滑轮组的机械效率
必考专题实验精练
1.小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物,在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧,小明认为:“甲滑轮组的动滑轮个数少,机械效率高”;小刚却认为:“乙滑轮组更省力,机械效率高”,两人谁也说服不了谁,于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确(所用每个滑轮的重相同,绳重和摩擦忽略不计),他们在实验中得到的数据如表所示:
装置甲
装置乙
钩码重G/N
4
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.6
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
71.4%
(1)实验中,沿竖直方向_______拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,且在_______(选填“静止”或“拉动”)时读数;
(2)甲滑轮组的机械效率是_______(保留一位小数)。由计算结果可以确定_______的说法是正确的(选填“小明”或“小刚”),由实验可得结论_______;
(3)随后小明又设计了一个方案,如图丙所示,你认为和图甲装置对比,在提升同一重物时,装置丙的机械效率_______(选填“大于”“等于”或“小于”)装置甲的机械效率。
2.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:
序号
动滑物重G动/N
物重G/N
物体上升的高度h/cm
绳端受到的拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
10
0.6
30
55.6
2
0.5
2
10
1.0
30
66.7
3
0.5
4
10
1.8
30
(1)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应___________(选填“保持静止”或“匀速上升”)状态,若用选项中的另一种方式拉弹簧测力计,测出的机械效率偏___________(选填“高”或者“低”);
(2)第三次实验时,拉力做功为___________J,滑轮组的机械效率为___________%;
(3)根据表格中的数据分析可知:
①随着物重的增大,额外功___________(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因可能是___________。
②分析表中的数据可知,要提高同一滑轮组机械效率,可以采取___________的措施。
3.某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验
次数
钩码重
G/N
钩码上升高度
h/cm
拉力
F/N
绳端移动距离
s/cm
机械效率
η
1
1.0
10
0.6
30
55.6%
2
2.0
10
1.0
30
3
4.0
10
1.6
30
83.3%
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上 _____拉动弹簧测力计;
(2)第二次实验中,滑轮组的机械效率为 _____;
(3)分析1、2、3次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物越 _____(选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高;
(4)小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率 _____(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.如图甲所示为“测量滑轮组的机械效率”的实验装置,实验记录的数据如表所示。
次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2.0
0.10
0.9
0.30
74.1%
2
2.0
0.15
0.9
0.45
74.1%
3
2.0
0.20
0.9
0.60
74.1%
4
4.0
0.20
1.6
0.60
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做_________运动;
(2)通过比较第1、2、3组实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与_________无关;
(3)第4组实验测得的机械效率为________%(保留一位小数);
(4)由表格中第3、4组实验数据可得:同一滑轮组,所提升的物体越重,滑轮组的机械效率_________(选填“越大”或“越小”);
(5)如果不考虑绳重及摩擦,根据表格中的第4组实验数据,计算出动滑轮重力为_________N;
(6)如果将图甲滑轮组换成图乙所示的绕绳方法,不考虑绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.(1)如图甲所示,小东同学在探究动滑轮的特点”时,先测出了物体和动滑轮的重力,然后按