内容正文:
专题训练 探究简单机械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. (2022·南通)用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响”实验.实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变动滑轮的重力,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm.不计绳重,实验数据如表.
次 序 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
(1) 每次实验绳端移动距离为 30 cm.
(2) 第2次实验中拉力F的示数如图乙,示数为 2.5 N,第2次实验滑轮组的机械效率为 80 %.分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越 低 .
30
2.5
80
低
(3) 实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将 不变 .
(4) 本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 变小 (变大/不变/变小).
不变
变小
2. (2022·盐城东台月考)为了研究机械效率与哪些因素有关,小明提出两个猜想:猜想一:机械效率是否与G物有关;猜想二:机械效率是否与G动有关.为了验证猜想,小明先用如图甲所示的装置不断改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙中的曲线a所示;然后换另一个不同质量的动滑轮,不断改变G物,计算并绘出η与G物关系如图乙中的曲线b所示.根据图像他( D )
A. 只能验证猜想一
B. 只能验证猜想二
C. 不能验证猜想一和猜想二
D. 既能验证猜想一,也能验证猜想二
D
类型二 探究杠杆机械效率的影响因素
3. (2022·邵阳模拟)用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系,OC是一根均匀的杠杆,且OA=AB=BC,分别把钩码挂在A点和B点进行实验(不计摩擦),记录的数据如表所示.
悬挂点 钩码
重力
G/N 钩码升高高度h/m 拉力的大小
F/N 拉力移动距离s/m 机械效
率η/%
A 6 0.2 3 0.6 66.7
B 6 0.2 5 0.3
(1) 钩码挂在B点时杠杆的机械效率η= 80% .
(2) 若把弹簧测力计由C点移到B点,O点位置不变,仍将挂在A点的钩码提升相同高度,则杠杆机械效率将 不变 (变大/不变/变小).
(3) 影响杠杆机械效率的主要因素是 悬挂点的位置 .
80%
不变
悬挂点的位置
4. (2022·杭州模拟)小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升(支点与杠杆间的摩擦不计).
(1) 重为5N的钩码挂在A点时,人的拉力F为4N,钩码上升0.3m时,动力作用点C上升0.5m,此时有用功为 1.5 J,总功为 2 J,机械效率η1为 75% .
(2) 小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到A点左侧的B点,再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m.此时的机械效率η2 < (>/=/<)η1.
1.5
2
75%
<
类型三 探究斜面机械效率的影响因素
5. (2022·合肥模拟)为了研究“斜面机械效率与哪些因素有关”,小聪设计的实验装置如图所示,并进行三次实验,相关数据如表所示:
次序 斜面倾斜程度 物重G/N 斜面
高度
h/m 沿斜面拉力
F/N 斜面长度
s/m 机械效率
η/%
1 较缓 10 0.1 5.0 1 20
2 较陡 10 0.3 6.7 1 44.8
3 最陡 10 0.5 8.0 1
(1) 根据表格中数据可知,小聪是研究斜面的机械效率与 斜面的倾斜程度 之间的关系;其中第3次实验的机械效率为 62.5% .
(2) 第1次实验中,物体受到斜面的摩擦力为 4 N,所以用弹簧测力计匀速拉着物体沿斜面匀速运动时,弹簧测力计对物体的拉力和物体所受摩擦力不是一对平衡力.
斜面的倾斜程度
62.5%
4
6. (2022·成都青羊校级模拟)如图所示为小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置,物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运动.实验准备的器材:三个质量不同的木块A、三个高度不同的长方体铁块C、刻度尺、弹簧测力计.
实验
次序 重物重力G/N 弹簧测力计示F/N 拉力端移动距离L/m 重物升高高度h/m 机械效率η/%
1 2.0 1.51 0.80 0.40 66.2
2 2.5 1.89 0.80 0.40 66.1
3 3.0 2.26 0.80 0.40 66.4
上述实验中,保持斜面长度