机械效率实验和计算专训 ---2023-2024学年人教版物理八年级下学期

机械效率实验和计算专训 一、实验探究题： 1.提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动的距离 机械效率 实验时应沿竖直方向______缓慢向上拉动弹簧测力计； 分析表中数据可知：第次实验是利用了图______的装置完成的，它的机械效率 ______； 比较、两次实验数据，可验证猜想是______选填“正确”或“错误”的； 通过比较______填实验序号两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； 通过比较、两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______。 2.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重，测得的数据如表： 物理量实验次数 钩码总重 钩码上升的高度 测力计示数 测力计移动距离 机械效率 在实验中，测绳端拉力时，应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数． 第次实验测得的机械效率为______结果保留两位有效数字 分析表中数据可知：第次实验是用______装置图做的。填“”“”或“” 分析第、次实验数据可知：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率；分析第、次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多即动滑轮总重越重，滑轮组的机械效率______。 分析第、次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______。 3.在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向______选填“左”或“右”调节，使杠杆在水平位置平衡便于______； 小明用图的实验装置探究滑轮组机械效率，实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表。 实验 次数 钩码的重力 钩码提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 第次实验中弹簧测力计示数如图所示，该次实验中，滑轮组的机械效率为______结果保留一位小数； 分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率______选填“变大”“变小”或“不变”； 小明用图的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与______和______前两空选填“斜面的倾斜程度”“物重”“斜面粗糙程度”或“物体上升高度”有关，某次实验测得物重、斜面长、物体上升高度，拉力为，则物体在斜面上受到的摩擦力为______。 4.小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题： 斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？ 对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？ 为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表： 实验次数 斜面倾角 物重 斜面高度 沿斜面拉力 斜面长 有用功 总功 机械效率 表格中缺少个数据，请补充完整保留一位小数。 在实验操作过程中，应沿斜面向上______拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向______移动选填“左”或“右”。 通过对比实验的数据，得出的结论是斜面越缓越______选填“省力”或“费力”，机械效率越______。 通过对比实验______选填实验序号的数据，得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力______。 二、计算题： （一）斜面 5.如图所示，斜面长，高，小佳用的恒力沿斜面将重为的木块由斜面底端匀速拉到顶端。求： 小佳做的有用功； 小佳做的总功； 木块与斜面间的摩擦力。 6.如图所示，小明用沿斜面向上的力，将重力为的木箱从斜面底推到高处，用时。已知斜面长。求： 使用该斜面______选填“能”或“不能”省功； 小明所做的功； 小明做功的功率； 该斜面的机械效率。 （二）滑轮组 7.修建房屋时，人们往往会利用起重机如图甲所示来搬运质量较大的建筑材料。图乙为起重机内部滑轮组的简易图。现用该起重机将质量为的建筑材料在内拉起，绳子自由端的拉力，不计绳重和摩擦，取。求： 滑轮组中动滑轮的作用是______，定滑轮的作用是______。 动滑轮的重力。 起重机对建筑材料做的有用功的功率。 该起重机滑轮组的机械效率。计算结果精确至 8.工地上，工人用如图所示的滑轮组竖直吊运建筑用料。用的拉力把总重为的建筑用料匀速吊运到高为的楼面。求： 工人所做的有用功是多少？ 工人做的总功是多少？ 滑轮组的机械效率是多大？ 小陈发现农村盖房子时多采用如图所示机械来匀速吊运建筑用料。他认为图的“机械效率更高”。他的看法是否正确？为什么？ 9.如图是工人利用滑轮组提升重为物体的示意图，某段过程中物体匀速上升的速度为，工人拉力的功率为，物体上升，拉力克服滑轮组的摩擦做的功是，不计绳重。求： 图中动滑轮的作用是改变力的        ；选填“大小”或“方向” 滑轮组的机械效率； 滑轮组中动滑轮的重力。 10.如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图。与小车连接的绳子能承受的最大拉力为，小车拉动绳子的最大功率为物体重，动滑轮重不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦。则： 物体匀速提升的过程中，小车所做的有用功为多少？ 滑轮组提升物体时的机械效率为多大？ 若要求被提升重物以的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重力为多大？ 11.小宁同学运用所学知识设计了如图所示的滑轮组，将重为的物体匀速提升了，用时，已知他自身重为，对绳子施加的拉力，两脚与地面接触的总面积。不计绳重和摩擦求此过程中： 滑轮是______选填“定”或“动”滑轮，作用是______。 小宁未拉绳，静止站立在水平地面上，对地面的压强是多少？ 该滑轮组的机械效率是多少？ 小宁同学能够提升货物的最大物重是多少？ 12.如图是西安某建筑工地在施工时，工人用的拉力，在内将重的物体匀速提升，在此过程中不计绳重和摩擦，取，求： 拉力做的有用功是多少？ 拉力的功率是多少？ 该滑轮组的机械效率是多少？ 若绳子所能承受的最大拉力是，请通过计算说明，使用该滑轮组能否提起重的物体？ 13.如图甲是用滑轮组匀速提升物体的装置图，图乙是卷扬机对绳子的拉力与拉动绳子的速度的关系图象。当使用这个装置提升重为的物体时，卷扬机拉动绳子的速度为，不计绳重及摩擦，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。求： 提升物体时卷扬机对绳子的拉力； 动滑轮受到的重力； 若用该装置提升另一物体时，卷扬机拉动绳子的速度为，此时滑轮组的机械效率。 14.如图所示，人的重力为，双脚与地面接触面积为，用滑轮组拉着重的物体沿竖直方向以的速度匀速向上运动了。人对绳子竖直向下的拉力为，求： 物体上升的高度； 滑轮组的机械效率； 人对地面的压强。 15.题图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力与卷扬机拉绳子的速度的关系如图乙所示，卷扬机拉绳子的功率保持不变，不计绳重及摩擦。求： 卷扬机拉绳子的速度为时： 卷扬机对绳子的拉力； 卷扬机对绳子拉力的功率。 若动滑轮重为，当卷扬机拉绳子的速度为时，提升物体的重力。 （三）水平滑轮组 16.在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图．为了尽快疏通道路，交警只用了的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是，绳子自由端的拉力是则： 故障车在内通过的路程为多少？ 拉力在内所做的功为多少？ 若故障车在被拖离过程中受到的阻力为，则该装置的机械效率为多少？ （四）滑轮组和浮力 17.某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是，密度是，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力。不考虑摩擦及水的阻力，求： 工件的质量是多少？ 求动滑轮的重力？ 滑轮组将物体完全提出水面后，滑轮组的机械效率是多大？若钢丝绳拉力的功率恒为，求物体离开水面后上升的速度？ 18.质量为的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。问： 若工人在内将货物匀速向上提高了，作用在钢绳上的拉力为，拉力的功率是多大； 动滑轮受到的重力； 该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉高地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？结果保留一位小数 （五）滑轮组与斜面 19.救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢丝绳施加拉力大小为时，小车恰能匀速缓慢地沿斜面上升，已知小车的质量为，斜面高为，斜面长为不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，在小车由水平路面被拖上救援车的过程中，求： 钢绳所做的有用功； 整个装置的机械效率； 小车与斜面间的摩擦力。 第 1页 共10页 第 2页 共10页 学科网（北京）股份有限公司 $$