12.3 简单机械 课时2 机械效率的测量 2023-2024学年人教版八年级下册物理

第十二章　简单机械 第3节　机械效率 课时2　机械效率的测量 01测量滑轮组的机械效率 1 P23主题样例3改编在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，如图是小佳用同一滑轮组提升两个相同钩码做的一次实验。 （1）在实验操作中应该使钩码 　匀速　⁠竖直上升。  解析：（1）在实验过程中，利用二力平衡原理测量拉力大小，所以应缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码的运动情况为匀速竖直上升。 匀速 （第1题答图） 答案：如答图所示 保分班 （第1题答图） （2）如图甲、乙、丙所示的数据，由图乙、丙所示的位置变化画出图丙中该装置的绕线方法，并由图中的数据可以计算出这次实验的机械效率为 　83.3%　⁠（保留一位小数）。  83.3% 解析：（2）由题图乙、丙可知，物体上升的高度h＝10 cm＝0.1 m，拉力端移动距离s＝80 cm－50 cm＝30 cm＝0.3 m，则绳子段数n＝＝＝3，根据“奇动偶定”的原则，画出滑轮组的绕线，如答图所示；题图丙中弹簧测力计的分度值为0.2 N，拉力F＝0.8 N，由题图甲中数据可知，滑轮组的机械效率η＝＝＝≈0.833＝83.3%。 保分班 （3）改变 　钩码的重力　⁠，重复上面的实验是为了探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系。  解析：（3）为了探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系，改变的是物体重力。 （4）仅在图乙装置上增加一个动滑轮，则滑轮组的机械效率将 　变小　⁠（填“变大”或“变小”）。  解析：（4）仅在题图乙装置上增加一个动滑轮，即提升相同钩码上升相同高度，做相同有用功时，额外功将增大，则总功也随之增大，滑轮组的机械效率将变小。 钩码的重力 变小 保分班 02测量杠杆的机械效率 2 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置： （第2题图） 保分班 （1）此杠杆是 　费力　⁠（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。  （2）图中弹簧测力计的示数F始终为2.5 N，弹簧测力计上升的高度s为0.2 m。物块重力G为1.5 N，物块上升高度h为0.3 m，则拉力做的总功为 　0.5　⁠J，机械效率为 　90%　⁠。  解析：题图中杠杆动力臂小于阻力臂，所以动力大于阻力，是费力杠杆。（2）提升物块做的有用功W有＝Gh＝1.5 N×0.3 m＝0.45 J；拉力做的总功W总＝Fs＝2.5 N×0.2 m＝0.5 J，杠杆的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%。 费力 0.5 90% 保分班 03测量斜面的机械效率 3 如图所示，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。 实验 次序 斜面的 倾斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度s/m 机械效 率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 保分班 （1）分析表中的数据可得出：斜面越平缓越 　省　⁠（填“省”或“费”）力。  解析：（1）分析从第1次实验到第3次实验不难发现，斜面越平缓越省力。 （第3题图） 省 保分班 （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高度和长度分别是0.5 m和1 m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 　55.6%　⁠。  解析：（2）斜面的机械效率η＝＝＝≈55.6%。 （第3题图） 55.6% 保分班 （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 　斜面倾斜程度　⁠和 　斜面粗糙程度　⁠有关。  解析：（3）分析题表中的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；分析第2次和第4次实验数据可知，斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关，故斜面的机械效率与斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关。 （第3题图） 斜面倾 斜程度 斜面粗糙程度 保分班 4 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组做测量滑轮组机械效率的实验。若他们分别用这两个滑轮组匀速提起质量相同的物体。把物体提升相同的高度，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（　D　） D 易错点：错误地认为机械越省力机械效率越高 （第4题图） A.甲更省力，甲机械效率大 B.甲更省力，机械效率一样大 C.乙更省力，乙机械效率大 D.乙更省力，机械效率一样大 保分班 解析：不计绳重及摩擦，绳端拉力F＝（G物＋G轮）；n甲＝2，n乙＝3，则绳端拉力F甲＝（G物＋G轮），F乙＝（G物＋G轮），F甲＞