2024年中考物理二轮复习------实验16 测定滑轮组机械效率的实验

实验十六、测定滑轮组的机械效率实验 【实验目的】： 　　会测量滑轮组的机械效率。 【实验原理】： 　　 【待测数据】： 　　物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S 【实验器材】： 　　钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【实验步骤】： ①用所给器材组装如图１所示滑轮组。 ②将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 ③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。 ④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 ⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Ｇｈ和Ｗ总＝Ｆｓ计算出有用功和总功，按η 计算该滑轮组的机械效率。 ⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。 ⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。 次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 滑轮组有用功/J 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm 滑轮组总功/J 机械效率% 单滑轮组 1 4 10 1.6 30 2 6 10 2.6 30 双滑轮组 1 4 10 1.1 50 2 6 10 1.4 50 【实验结论】： ①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关； ②同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高； ③不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 【考点方向】： 1、 步骤：必须 拉动弹簧测力计使钩码升高，目的： 。 2、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A 。 B 。 C 。 3、同一滑轮组： 滑轮机械效率。 4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？ 答： 5、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？ 答： 。 6、通过该实验我们可以得知： 可以提高滑轮组的机械效率。 【经典例题】 【母题】：1．某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。 次数 钩码重 钩码上升高度 测力计的示数 测力计移动距离 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1 2 4 0.1 1.6 _______ _______ 3 4 0.1 1.1 0.5 72.2 （1）完成上表格中的数据。 （2）比较1、2两次实验，可得的结论:使用同一滑轮组，_______可以提高滑轮组的机械效率。 （3）比较2、3两次实验，可得的结论:使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_______。 （4）提高滑轮组机械效率的方法有_______。 2．某实验小组进行“测量滑轮组的机械效率”的实验，同时“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”，他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关。 甲 乙 丙 （1）他们按照如图所示的装置进行实验，其中乙、丙实验用的是同一滑轮组，在实验过程中，应_______拉动弹簧测力计。 （2）他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为_______。 实验次序 实验装置 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/m 机械效率 1 甲 1 0.1 0.6 0.2 83.3% 2 乙 1 0.1 0.4 0.4 62.5% 3 丙 2 0.1 0.65 0.4 4 甲 1 0.2 0.6 0.4 83.3% （3）对比分析第_______次实验数据可知，同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关. （4）对比分析第1、4次实验数据可知，同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度_______。 3．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表，实验装置如图： 实验序号 1 2 3 钩码重（N） 4 4 6 钩码上升高度（m） 0.1 0.1 0.1 绳端拉力（N） 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离（m） 0.3 0.5 0.3 机械效率 74% 57% （1）通过表中数据可分析出实验1是用____（甲/乙）图做的实验，表中空白处的数据是______．（百分号前保留整数） （2）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率______．比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，____________，可以提高滑轮组的机械效率． 4．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 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% 甲 乙 丙 （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2N增加到8N，滑轮组的效率可以达到______%。 5．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2N增加到8N，滑轮组的效率可以达到_________%。 6．某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。 （1）如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变B因素，从而进行研究，这种研究问题的方法叫做_______； （2）下列A、B是同学提出的两个猜想： 猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关； 猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。 为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。验证猜想一的小组应按图_______所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小_______（选填“相等”或“不相等”），则可初步判断猜想一是错误的；验证猜想二的小组应按图_______所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是_______的（选填“正确”或“错误”）。 7．乌海湖大桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。 甲 乙 丙 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 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第4次实验是用图______所示装置来完成的； （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：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______； （4）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； （5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率______； （6）为提高滑轮组机械效率、节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有______。 A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 8．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如表。 实验次数 物重 物体上升的高度 测力计的示数 测力计移动的距离 机械效率η 1 2 5 0.9 15 74.1% 2 2 10 0.9 30 74.1% 3 4 10 1.7 30 78.4% 4 6 10 2.5 30 （1）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度______，与所提物体的重力大小______；（均选填“有关”或“无关”） （2）算出第4次实验的机械效率为______； （3）如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更______，所以机械效率更______；（均选填“大”或“小”） （4）关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是______； A.提升越重的物体，机械效率越大 B.有用功越大，机械效率一定越大 C.额外功越大，机械效率一定越小 D.同一机械的机械效率是恒定不变的 （5）在正确操作该实验时，应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计，若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”） 9．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 （1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图甲的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向_______调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量_______。 （2）小明用图乙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，记录数据如下表。 实验次数 滑轮材质 钩码的重力G/N 钩码提升的高度h/m 有用功 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 做功 机械效率 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% ①由图乙可知，第2次实验中弹簧测力计示数为_______N； ②由第3次实验中滑轮组的机械效率为_______%（结果保留一位小数）； ③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”）。 （3）小明用图丙的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用_______的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。某次实验测得物重、斜面长、高，若机械效率，则物体在斜面上受到的摩擦力为_______N。 10．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到数据如表所示，实验装置如下图所示。 实验次数 钩码重量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 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 （1）实验中应沿竖直方向_______（选填“匀速”或“变速”）缓慢拉动弹簧测力计。 （2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法_______（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到_______对滑轮组机械效率的影响. （3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，靖将表中的两个数据填写完整_______，_______。 （4）通过比较_______两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。（填实验次数的序号） （5）通过比较_______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。（填实验次数的序号） 学科网（北京）股份有限公司 $$