第十章　机械与人－机械效率的测量与计算专项训练 2023-2024学年沪科版八年级全一册物理

第十章　机械与人 机械效率的测量与计算 专项训练 沪科版 八年级下 1.[推理论证能力]某小组同学在“用杠杆测定机械效率”的实验中： 小敏用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。 角度1 机械效率的测量 类型1测量杠杆的机械效率 （1）实验中，弹簧测力计的示数F为 　0.5　⁠N，缓慢提升过程中，弹簧测力计的示数 　不变　⁠（填“变大”“变小”或“不变”）。 0.5　 不变　 （2）若只将钩码的悬挂点由A点移至B点，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 　变大　⁠（填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在B点和C点时，竖直向上匀速使物体提高相同高度时的机械效率分别为η1和η2，则η1 　＝　⁠（填“＜”“＝”或“＞”）η2。 变大　 ＝　 小王用图乙所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。O为杠杆的转轴，不计摩擦。实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的物体缓缓上升。（图中杠杆为质量分布均匀的直棒） 如下表所示的是提升物体时采集到的数据。 实验序号 物重G/N 拉力F/N A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m 杠杆的效率η ① 2 5 0.04 0.02 ② 4 9 0.04 0.02 89% ③ 2 5 0.06 0.03 80% ④ 6 13 0.04 0.02 92% （4）第①组实验中，杠杆的机械效率为 　80%　⁠。 80%　 （5）由①②④三组实验，可以初步得出结论： 　同一杠杆提起的物体越重，杠杆的机械效率越高　⁠。 【解析】 （2）只将钩码的悬挂点从A点移至B点，仍将钩码提升相同的高度，由W有＝Gh可知，有用功不变；但杠杆转动的角度变小，杠杆重心上升的高度减小，由W额＝G杠杆h杠杆可知，额外功减小，因为总功等于有用功加上额外功，所以总功减小，由机械效率公式可知，杠杆的机械效率变大。 同一杠杆 提起的物体越重，杠杆的机械效率越高　 （3）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在B点和C点时，竖直向上匀速提高相同高度时，所做的有用功相同，额外功也相同，故总功相同，由机械效率公式可知，机械效率相同，即η1＝η2。 （4）第①组实验中，杠杆的机械效率η＝＝＝＝80%。 2.某实验小组利用图示装置探究杠杆机械效率，实验的主要步骤如下： ①以轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重力为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计； ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2，回答下列问题： （1）某同学认为：只要满足“阻力×阻力作用点到支点的距离＝动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡。 a.这个结论是否正确？答： 　不正确　⁠。 b.需要满足什么条件才是正确的。答： 　阻力×阻力臂＝动力×动力臂　⁠。 （2）杠杆机械效率的表达式为η＝ 　　⁠。（用已知或测量的物理量符号表示） 不正确　 阻力×阻力臂＝ 动力×动力臂　 　 （3）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是 　杠杆的自重　⁠。 杠杆的自重　 【解析】 有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力。 类型2测量滑轮组的机械效率 3.[关键能力 实验分析能力][2023·绥化]在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图甲、乙、丙所示的三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表所示。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大） 实验序号 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0% （1）在实验中，应沿竖直方向 　匀速　⁠拉动弹簧测力计。 匀速　 （2）第一次实验中，如图丁所示，弹簧测力计的示数是 　1.8　⁠N，机械效率是 　74.1%　⁠（精确到0.1%）。 1.8　 74.1%　 （3）由1、2两次实验数据可得出结论： 　使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高　⁠。 （4）由 　2、3　⁠两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。 使用同一滑轮 组，物重越大，机械效率越高　 2、3　 （5）在第三次实验操作的基础上，如图戊所示，改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 　偏低　⁠（填“偏高”“偏低”或“不变”）。 偏低　 【解析】 （2）第一次实验的机械效率η＝＝＝≈74.1%。 （