11.3 机械效率 第2课时　测量滑轮组的机械效率 2024-2025学年初中物理（北师大版北京专用）八年级下学期

第三节　机械效率 第2课时　测量滑轮组的机械效率 第十一章　简单机械 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 在测量滑轮组的机械效率的实验中： （1） 实验原理是 　η＝×100％　。 （2） 实验需要直接测量的物理量是 　钩码的重力G　、 　钩码上升的高度h　、 　绳端拉力F　和 　弹簧测力计移动的距离s　。 （3） 需要的测量工具是 　弹簧测力计　和 　刻度尺　。 （4） 在测量绳端拉力时，应 　竖直匀速　拉动弹簧测力计，使钩码 　匀速竖直　上升。 η＝×100％　 钩码的重力G　 钩码上升的 高度h　 绳端拉力F　 弹簧测力计移动的距离s　 弹簧测力计　 刻度尺　 竖直匀速　 匀速竖直　 返回目录 2. 影响滑轮组机械效率的因素有 　动滑轮重G动　、 　被提升的物体重G物　和 　滑轮和轴之间的摩擦　等。 动滑轮重G动　 被提升的物体重 G物　 滑轮和轴之间的摩擦　 返回目录 1. （2024·承德期末）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图所示，每个钩码重力相同，三次实验中弹簧测力计所用拉力分别为F1、F2、F3，甲、乙、丙三次实验中滑轮组的机械效率分别为η1、η2、η3。下列说法错误的是（　D　） 第1题 D A. 实验时，需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计 B. 实验需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺 C. F1＜F2＜F3 D. η1＞η2＞η3 1 2 3 4 5 6 返回目录 2. （2024·商洛商南期末）用如图所示的实验装置探究滑轮组的机械效率，下列说法正确的是（　B　） A. 实验时弹簧测力计可以在静止时读数 B. 实验时不用刻度尺也可以测量出滑轮组的机械效率 C. 滑轮组的机械效率与动滑轮重力的大小无关 D. 同一滑轮组的机械效率随所挂钩码重力的增大而增大，最终可以达到100％ 第2题 B 1 2 3 4 5 6 返回目录 3. （2023·宿迁沭阳校级期中）如图所示，在“测滑轮组的机械效率”实验中，物体重为6N，实验时应沿竖直方向 　匀速　拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，则拉力所做的功为 　0.72　J；若用此滑轮组将12N的重物匀速提升到一定的高度，则滑轮组的机械效率为 　91％　（结果精确到1％，不计绳重和摩擦）。 匀速　 0.72　 91％　 第3题 1 2 3 4 5 6 返回目录 4. 如图是实验小组在进行“测滑轮组机械效率”的实验装置。实验时所用的动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 　低　；实验时所吊起物体越重，滑轮组的机械效率越 　高　；影响滑轮组机械效率的因素还有绳子重力和绳子与滑轮之间的 　摩擦　。 第4题 低　 高　 摩擦　 1 2 3 4 5 6 返回目录 5. （2023·青海）某兴趣小组为“探究同一滑轮组的机械效率与什么因素有关”，设计了如图所示的实验装置，其中动滑轮的重力为20N，实验数据如表（不考虑绳重和摩擦）： 第5题 1 2 3 4 5 6 返回目录 实验次序 拉力F/N 物体的重力G/N 机械效率η 1 40 60 75％ 2 60 100 83.3％ 3 80 140 87.5％ 4 100 180 根据表中记录的实验数据计算第4次实验中滑轮组的机械效率是 　90　％，同一滑轮组的机械效率与 　物重　有关。 90　 物重　 1 2 3 4 5 6 返回目录 6. （2024·唐山玉田期末）某实验小组在测滑轮组机械效率时，实验装置如图所示，实验中得到的数据如表所示。 第6题 1 2 3 4 5 6 返回目录 实验次序 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74％ 1 2 3 4 5 6 返回目录 （1） 通过表中数据可分析出实验1是用 　甲　（选填“甲”或“乙”）装置做的实验。 （2） 表格中空白处应补全的数据依次为 　57％　、 　83％　。（结果百分号前保留整数） （3） 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 　越低　。 （4） 比较实验 　1、3　的数据分析可得出结论：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。 甲　 57％　 83％　 越低　 1、3　 1 2 3 4 5 6 返回目录 1. （2024·苏州吴江期末）用如图所示的装置探究滑轮组机械效率，下列说法不正确的是（　A　） A. 实验时弹簧测力计可以在静止时读数 B. 测量机械效率的原理：η＝×100％ C. 此装置可以探究滑轮组机械效率与绳子股数的关系 D. 实验测量工具可以不用刻度尺 第1题 A 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 2. （2024·泰安肥城期末）用如图所示的动滑轮匀速提升重物，测量动滑轮的机械效率，表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是（　D　） 第2题 D 重物重 G/N 提升高 度h/m 绳自由端 拉力F/N 绳自由端移 动距离s/m 机械 效率η 2 0.1 1.2 0.2 A. 实验中应在弹簧测力计保持静止时读数 B. 本次实验中，动滑轮的机械效率为60％ C. 该动滑轮的机械效率不会改变 D. 若只增加重物受到的重力，该动滑轮的机械效率会变大 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 3. （2024·北京通州期中）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1：滑轮组的机械效率与承担动滑轮重力和物重的绳子段数有关。 猜想2：提升物体所受重力越大，滑轮组的机械效率越高。 根据猜想，利用弹簧测力计以及甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，每个滑轮质量相等。 第3题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （1） 为了完成猜想1，晓鹏选用甲、乙装置进行实验，而晓米则认为应选择乙、丙装置进行实验，你认为 　晓米　（选填“晓鹏”或“晓米”）的方案错误，理由是 　没有保持动滑轮和提升物体的总重力 。 晓米　 没有保持动滑轮和提升物体的总重力相同 第3题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （2） 晓鹏在完成猜想2实验时，测得实验数据如表所示，G表示物体所受重力，T表示滑轮组对物体的拉力，h表示物体移动距离，F表示绳端拉力，s表示绳端移动距离，η表示机械效率。有个别数据没有填写完整，请你帮他补充：η＝ 　90.9％　。根据实验数据，可验证猜想2是 　正确　（选填“正确”或“错误”）的。 90.9％　 正确　 G/N 2 4 6 T/N 2 4 6 h/m 0.1 0.1 0.1 F/N 0.9 1.5 2.2 s/m 0.3 0.3 0.3 η 74.1％ 88.9％ 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 4. （2024·北京房山校级模拟）（多选）小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验。实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮组机械效率不同。自由端拉力不同的原因可能是（　ABC　） A. 滑轮和绳间、轮与轴间的摩擦力大小不同 B. 测拉力时没有使测力计匀速上升 C. 测拉力时拉力的方向没有竖直向上 D. 钩码被提升的高度不同 ABC 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. （2023·襄阳枣阳期末）为了研究滑轮组的机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想。猜想一：机械效率与G物有关；猜想二：机械效率与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，竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙a曲线所示。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物的关系如图乙b曲线所示。根据图像他（　C　） C 第5题 A. 只能验证猜想一 B. 只能验证猜想二 C. 两个猜想都能验证 D. 两个猜想都不能验证 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 6. （2024·北京昌平期末）实验台上有组装好的实验装置，如图所示，其中弹簧测力计的量程为0～5N。另外还有质量均为100g的钩码六个（图中未画出）。要求利用上述实验装置和钩码设计一个实验证明：用动滑轮提升重物时，若动滑轮的机械效率不变，则有用功跟总功成正比。小京的主要实验步骤如下： 第6题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （1） 在动滑轮挂钩上挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。2个钩码的总质量用m表示，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。将m的数值记录在表格中，用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中。 第6题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （2） 保持 　动滑轮所挂钩码个数　不变，依次改变 　绳子自由端移动的距离s　，仿照步骤（1） 再做5次实验，将各次的m数值记录在表格中，分别测量各次的F、s、h，并把测量数据记录在表格中。 动滑轮所挂钩码个数　 绳子自由端移动 的距离s　 第6题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （3） 利用W总＝ 　Fs　，计算出各次的总功，利用W有用＝Gh＝ 　mgh　，计算出各次的有用功，并将各次的总功、有用功记录在表格中。 Fs　 mgh　 第6题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. 用如图甲的滑轮组做“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滑轮的重，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。 第7题 实验次序 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 2 3 4 5 6 7 返回目录 （1） 每次实验绳端移动的距离为 　30　cm。 （2） 第2次实验中拉力F的示数如图乙，为 　2.5　N，第2次实验中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　。 （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。 30　 2.5　 80　 低　 不变 第7题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 （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　（选填“变大”“变小”或“不变”），简述判断的思路： 　4次实验中，根据W有用＝Gh得出有用功，根据W动＝G动h得出克服动滑轮的重力所做的额外功，根据W总＝Fs得出总功，根据W摩＝W总－W有用－W动得出摩擦引起的额外功，进而分别得出4次实验中由摩擦引起的额外功占总额外功的比例，得出结论　。 变小　 4次实验中，根据W有用＝Gh得出有用功， 根据W动＝G动h得出克服动滑轮的重力所做的额外功，根据W总＝Fs得出 总功，根据W摩＝W总－W有用－W动得出摩擦引起的额外功，进而分别得 出4次实验中由摩擦引起的额外功占总额外功的比例，得出结论　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 $$