内容正文:
第十二章 简单机械
第3节 机械效率
第2课时 测量滑轮组的机械效率
基础过关全练
知识点3 测量滑轮组的机械效率
1.(2023河北承德一模)同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图甲、乙、丙所示,实验数据记录如表所示。
实验
次数
钩码重
力G/N
钩码上
升高度
h/m
绳端拉
力F/N
绳端移
动距离
s/m
机械
效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
3
6
0.1
1.6
0.5
4
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)通过比较1、4两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度 ;
(3)通过比较 两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(4)分析表中数据可知:第3次实验是用图 所示装置来完成的,第3次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %;
(5)假如第1次实验时,不计绳重和摩擦,钩码重由2 N增加到8 N,滑轮组的机械效率可以达到 %(百分号前保留1位小数)。
能力提升全练
2.(2023辽宁营口中考,12,★★☆)(多选)如图所示,重100 N的物体A在F=10 N的拉力作用下,3 s内沿水平地面匀速直线运动了1.5 m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是 ( )
A.绳自由端移动的速度为1 m/s
B.在此过程中所做的额外功为15 J
C.物体与地面间的滑动摩擦力为18 N
D.拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力一定变大
3.【物理跨数学】(2022内蒙古通辽中考,10,★★☆)用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550 N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20 s内沿竖直方向匀速提升10 m,拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示,忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.拉力F为350 N
B.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C.动滑轮重为50 N
D.该滑轮组的机械效率为83.3%
4.(2023安徽合肥包河一模,7,★☆☆)利用如图所示的轻质杠杆提升钩码,已知钩码总重G为1.0 N,利用弹簧测力计将杠杆缓慢拉至图中虚线位置,钩码上升高度为0.1 m,弹簧测力计竖着向上移动的距离为0.5 m,在此过程中,弹簧测力计示数如图所示。则在上述过程中,该杠杆的机械效率为 。
5.【学科素养·科学探究】(2023江苏南通崇川期末,23,★★☆)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫做机械效益(用“MA”表示),根据机械效益可以比较省力程度。那么,滑轮组的机械效益与哪些因素有关呢?小明提出三个猜想:
猜想一:与物体重力大小有关;
猜想二:与吊起动滑轮的绳子股数有关;
猜想三:与动滑轮重力大小有关。
小明组装了如图甲、乙、丙所示的滑轮组,其中图甲、乙中每个滑轮的质量为m1,图丙中每个滑轮的质量为m2,m1=2m2,利用这三个滑轮组进行实验,测得5组数据,再将图丙的滑轮先后更换两次,测得2组数据。不计绳重和摩擦,实验数据如表。
序号
物重G/N
吊起动滑
轮的绳子
股数n
拉力F/N
机械效益
MA
1
6
2
4.0
1.5
2
8
2
5.0
1.6
3
10
2
6.0
1.7
4
8
3
3.3
2.4
5
8
4
2.5
3.2
6
8
4
3.0
2.7
7
8
4
3.5
2.3
(1)分析1、2、3三次数据可知,其他条件相同时, 越大,滑轮组的机械效益越大,其省的力 (选填“越多”“越少”或“不变”)。
(2)分析数据可知,当其他条件相同时,机械效益与吊起动滑轮绳子股数的定量关系是 。
(3)第 三次实验是为了探究机械效益MA与动滑轮重的关系。
(4)用表格中第7次实验的滑轮组,匀速提升重10 N的物体,则该滑轮组的机械效益为 ,机械效率为 。
(5)同一滑轮组的机械效益增大时,其机械效率 (选填“变小”“不变”或“变大”),机械效率与机械效益的比值 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
6.【学科素养·科学思维】(2023湖南永兴一模,21,★★☆)如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图,吊臂前端由滑轮组组成,动滑轮重100 kg,绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把上表面距水面5 m,质量为1×103 kg,体积为0.5