内容正文:
第十二章 简单机械
专题(九) 探究机械效率的影响因素
类型一 探究滑轮组机械效率的影响因素
1. (2023·平顶山郏县一模)在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表所示:
第1题
1
2
3
4
序 号 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ①
3 6 10 ② 30 90.9%
1
2
3
4
(2) 表格中编号①处的数据为 88.9% ;编号②处的数据为 2.2 (观察图丙)。
(3) 分析数据可得结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物重增加时,所做的额外功 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
88.9%
2.2
变大
(1) 实验时应沿竖直方向 匀速 拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出物体上升的高度。
匀速
1
2
3
4
(4) 分析数据可得结论:使用同一滑轮组,下列滑轮组的机械效率与物重的关系图中,比较符合的是 B 。
B
1
2
3
4
2. (2023·泰州兴化一模)如图所示为小明同学在测量“滑轮组机械效率”,实验中得到的数据如表所示。
第2题
1
2
3
4
实验序号 钩码重/N 钩码上升高度/m 绳端拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率
1 4 0.1 2.7 0.2
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 80%
1
2
3
4
(1) 小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳,应该静止读数,你认为他的想法 不正确 (填“正确”或“不正确”)。
(2) 第1次的机械效率为 74% (结果保留整数)。比较 1、2 (填实验序号)两次实验数据可研究滑轮组的机械效率与绳子股数的关系。
(3) 通过比较3、4两次实验数据可得出结论: 使用不同滑轮组提升同一重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低 。
不正确
74%
1、2
使用不同滑轮组提升
同一重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低
1
2
3
4
类型二 探究斜面机械效率的影响因素
3. (2023·景德镇一模)如图甲所示为“之”字形盘山公路,公路修成这种形状有什么好处呢?小磊将木板搭在木块上模拟盘山公路(如图乙所示),发现只要用2N的力就能将5N的重物拉上木板,这说明盘山公路可以 省力 。
第3题
省力
1
2
3
4
通过查阅资料,小磊知道斜面也是一种机械,那么它的机械效率会跟什么因素有关呢?他提出了如下猜想:
A. 与斜面的倾斜程度有关。
B. 与斜面的粗糙程度有关。
C. 与物体所受的重力有关。
小磊设计方案,并利用图乙装置进行探究,他通过移动木板下的木块来改变斜面的倾斜程度,通过在木板表面铺上棉布来改变斜面粗糙程度,用弹簧测力计将重物匀速拉上斜面,记录相关数据,如表所示。
1
2
3
4
实验序号 1 2 3 4
斜面材料 木 板 木 板 木 板 棉 布
物重G/N 2 2 4 2
斜面高度h/m 0.6 0.4 0.6 0.6
斜面长s/m 1 1 1 1
沿斜面拉力F/N 1.6 1.4 3.2 1.8
有用功W有/J 1.2 0.8 2.4 1.2
1
2
3
4
总功W总/J 1.6 1.4 3.2 1.8
机械效率η/% 75 57.1 66.7
(1) 第3次实验斜面的机械效率为 75% 。
(2) 若要探究猜想C,则必须要保持斜面长及 斜面的粗糙 、
斜面的倾斜程度 等不变。
(3) 分析小磊同学的探究数据可知:他的猜想 A 、 B 是正确的;物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越 高 。
75%
斜面的粗糙程度
斜面的倾斜程度
A
B
高
1
2
3
4
类型三 探究杠杆机械效率的影响因素
4. 某小组同学在“用杠杆测定机械效率”的实验中,小敏用如图甲所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
第4题甲
1
2
3
4
(1) 实验中,测力计的示数F为 0.5 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时,C点上升了30cm,则杠杆的机械效率约为 66.7% (结果精确至0.1%)。
(2) 实验中,若提升的钩码重力一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是 杠杆的重力 。
0.5
66.7%
杠杆的重力
1
2
3
4
(3)