2025年中考复习物理专项练习17：滑轮（组）机械效率的测量实验

专项练习17：滑轮（组）机械效率的测量实验 1．实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示。 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.2 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端上移的距离s/m 0.3 0.4 0.6 机械效率 74.1% 62.5% 83.3% （1）通过表中数据可分析出第2次实验是用图　 　（选填“甲”“乙”“丙”）所示装置做的实验； （2）比较第1次和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越　 　； （3）采用图丙装置提升同一物体，改变动滑轮重G进行多次实验，获得数据并绘制出如丁图所示的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N（忽略绳重和摩擦）； （4）另一创新小组使用甲装置，用重为4N、6N的物体进行了两次实验，每次测得的机械效率均大于表中数据，该小组测量值偏大的原因可能是_________（选填字母）。 A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态 2．某实验小组在测滑轮组机械效率时，实验装置如下图，实验中得到的数据如下表所示。 次数 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% （1）通过表中数据可分析出实验1是用　 　（选填“甲”或“乙”）图做的实验； （2）表格中空白处应补全的数据依次为　 　、　 　；（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　 　； （4）比较实验1和实验3的数据分析可得结论：使用同一滑组，　 　，可以提高滑轮组的机械效率。 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所示，实验装置如图所示。 （1）在使用甲弹簧测力计时需要竖直向上　 　拖动，若斜向上匀速拉动则弹簧测力计的示数会　 　选填“变大”、“变小”或“不变”； （2）从表中数据可分析出实验是用图　 　选填“甲”或“乙”做的实验；实验中若钩码上升的速度为，则拉力的功率为　 　； 实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 　 （3）表格中空白处的数据应为　 　百分数保留到； （4）通过实验和实验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，动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越　 　选填“高”或“低”；比较实验和实验可得结论：同一滑轮组，　 　，可以提高滑轮组的机械效率。 4．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同个数钩码，分别做了如图所示的三组实验，实验数据记录如表： 次数 钩码重 动滑轮重 钩码上升的距离 弹簧测力计的示数 弹簧测力计上升的距离 机械效率 （1）在实验中，测绳端拉力时，应尽量　 　向上匀速拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数； （2）第一次实验中，克服绳子重力和摩擦力的额外功是　 　； （3）的数值是　 　保留一位小数，第次实验时弹簧测力计的示数如图所示，表格中编号的数值是　 　； （4）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率的目的是____。 A．减小摩擦 B．多次测量取平均值减小误差 C．获得多组数据归纳出物理规律 5．学习了滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成了两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验的部分数据如表格所示。 次数 物体重 提升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率 　 　 　 （1）第一次实验的机械效率为　 　； （2）第二次实验如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是　 　，分析比较两次机械效率，发现第二次实验测得滑轮组的机械效率　 　选填“大于”“小于”或“等于”第一次实验测得滑轮组的机械效率； （3）想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中可行的是　 　填序号。 选用轻质动滑轮 给滑轮的轴心加润滑油 增加物体被提升的高度 增大被提升的物体的重力 6．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所示，实验装置如图。 实验次数 钩码重 钩码提升高度 拉力 拉力通过距离 机械效率 （1）通过表中数据可分析出实验次数是用图中　 　选填“甲”或“乙”图做的实验，利用表格中实验次数、的数据可初步得出结论：同一滑轮组提升不同重物，重物　 　，滑轮组的机械效率越小； （2）小鸣在实验中，测出动滑轮的重力，然后利用式子计算出机械效率，结果发现与用计算出的结果不同。小鸣的计算方法比用计算出的结果　 　选填“偏大”、“相同”或“偏小”，原因是　 　。 7．在测“滑轮组机械效率”的实验中，某同学用如图甲所示的装置进行实验，改变钩码个数，使钩码匀速向上运动，实验数据记录如表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 有用功W有用/J 总功 W总/J 机械效率η/% 1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7 2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4 3 5 0.1 A 0.3 0.5 0.66 75.8 （1）表格中编号A处数据应为 　 　N； （2）该同学进一步研究实验过程，算出每一次实验中总功与有用功的差值ΔW，发现每一次都不同，可能是　 　； （3）接下来该同学改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出η﹣G动关系图像，如图乙所示。分析图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重　 　。因此在生活中为了提高机械效率，滑轮的材料会选择硬度大且密度 　 　（填“大”或“小”）的材料。分析图像中的B点可知，此时被提升物体所受的重力 　 　（填“大于”“小于”或“等于”）3N； （4）机械效率是机械性能好坏的重要标志。结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施中可行的是 　 　。 A．增加所提物体重力； B．增加重物上升高度； C．加快提升物体的速度； D．减轻机械自身重力。 8． 小明用质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，完成“测滑轮组机械效率的实验”，请回答下列问题： 实验次数 钩码重G（N） 钩码上升高度h（m） 测力计拉力F（N） 测力计移动距离s（m） 机械效率η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.2 0.3 83% 4 8 0.1 2.7 0.4 （1）只要滑轮组结构一定，则测滑轮组机械效率时，实验器材可以不需要　 　； （2）第4次实验的机械效率为　 　（保留一位小数），并在图丁中画出相应的滑轮组绕线方法；（　 　） （3）通过比较　 　（填实验次数的序号）两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高； （4）已知弹簧测力计的量程为“0~5N”，则利用此弹簧测力计提升物体时，忽略绳重和摩擦，甲、乙两个滑轮组中，甲的最大机械效率　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）乙的最大机械效率。 9．某实验小组在测滑轮组机械效率实验中实验装置如图甲、乙所示。得到的数据如表所示： （1）在使用甲弹簧测力计时需要竖直向上　 　拉动，若斜向上匀速拉动则弹簧测力计的示数会　 　（选填“变大”、“变小”和“不变”）； （2）从表中数据可分析出实验2是用图　 　选填（甲或乙）做的实验，机械效率为　 　%（结果保留到0.1%）； （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，动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越　 　（选填“高”或“低”）； 实验次数 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% 74.1 83.3 （4）比较实验1和实验3可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越　 　（选填“高”或“低”）。 10．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重 钩码上升的距离 弹簧测力计的示数 弹簧测力计上升的距离 机械效率 1 2 0.05 1 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 ① 3 6 0.05 ② 0.15 83.3% （1）实验时应沿着竖直方向　 　拉动弹簧测力计； （2）表格中编号①处的数据为　 　（保留一位小数）；编号②处的数据为　 　（观察丙图）； （3）分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率　 　（选填“变高”、“变低”或“不变”）；使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是　 　。 A. B. C. D. 11．某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下： ①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。 ②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。 ③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。 ④算出有用功W有，总功W总，机械效率η。 ⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。 次数 沙和袋所受总重力G/N 提升高度 h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 0.6 0.2 ① 0.3 0.6 ② 66.7% 2 0.9 0.2 0.18 0.4 ③ 0.24 75% 3 1.2 0.2 0.24 0.5 0.6 0.30 125% 请根据实验过程和实验记录，思考并回答： （1）请将表格内的数据补充完整：①　 　、②　 　、③　 　； （2）小张没有通过计算就发现表格中有一数据明显错误，它是第　 　次实验的数据，这数据应该为　 　； （3）改正后，分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率　 　。 12． 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 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 　 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向　 　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图　 　的装置完成的，它的机械效率　 　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是　 　（选填“正确”或“错误”）的； （4）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； （5）通过比较2、3两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　 　。 13．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同数量钩码的方法，分别做甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/m 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/m 机械效率% 1 2 0.05 1 0.15 66.7 2 4 0.05 1.7 0.15 3 6 0.05 2.4 0.15 83.3 （1）在实验操作中应该使钩码　 　上升： （2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为　 　（保留三位有效数字）； （3）进行第3次测量时，滑轮组做的有用功是　 　J； （4）分析实验数据，实验小组得出的结论是：同一滑轮组，物重越大，机械效率越　 　。 （5）若提起同一重物，用较轻的动滑轮代替较重的动滑轮，则机械效率将变　 　。 14．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示： 次数 物体的重力 物体被提升高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1.0 0.3 2 3 0.1 1.4 0.3 3 4 0.1 1.8 0.3 4 2 0.1 1.5 0.2 （1）实验中要竖直　 　拉动弹簧测力计，使物体升高。小明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“错误”）； （2）分析比较第1、2、3次的实验数据可以判定，若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）； （3）表格内的第4次实验数据是用图　 　（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的，应补充的数据是　 　（结果精确到）； （4）在上述实验的基础上，若小明还想验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力是否有关，还需增加的实验器材是　 　。 15．小林测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　 　运动； （2）第2次实验时滑轮组的机械效率是　 　； （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　 　（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高：分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　 　（选填“有关”或“无关”）； （4）结合生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　 　。 A．增大绳重　　B．减轻动滑轮重　　C．加快物体提升的速度 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 1.0 5 0.6 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 　 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% 16． 在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验时，某小组利用重力不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如表： 实验序号 钩码重 动滑轮重 拉力 钩码上升的高度 测力计移动的距离 有用功 总功 机械效率 1 4 0.5 2.3 0.2 0.4 0.8 0.92 87.0 2 4 0.9 2.5 0.2 0.4 ？ 1.0 80.0 3 6 0.5 3.3 0.2 0.4 1.2 1.32 90.9 （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上缓慢　 　 拉动弹簧测力计； （2）请根据实验序号中已有的数据，算出第次实验的表格中“？”处的有用功为　 　； （3）通过比较　 　 两次实验数据选填实验序号，可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重　 　选填“有关”或“无关”； （4）小明认为“同一个机械，它的机械效率是不变的”，通过比较　 　 两次实验数据选填实验序号。可知他的观点是　 　 的选填“正确”或“错误”。 17． 在“测量滑轮组的机械效率”实验中： （1）该实验的原理是：　 　 ； （2）在实验操作中应　 　 拉动弹簧测力计； （3）某次实验提升物体前后如甲和乙图所示，则绳子自由端移动的距离为　 　； （4）若物体的重力为，弹簧测力计的示数如图丙所示，则滑轮组的机械效率为　 　 ； （5）更换不同滑轮组进行多次测量后，分析实验数据，可以得出结论，滑轮组的机械效率与　 　 有关。多项选择：重物的重；重物上升的高度；动滑轮的重；定滑轮的重；绳子与滑轮之间的摩擦；滑轮与轴之间的摩擦 18．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表： 实验 次数 物重 G物/N 动滑轮重 G动/N 钩码上升的高度h/m 动力 F/N 动力作用点移动 的距离s/m 滑轮组的机 械效率η/% 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 3 3 0.5 0.1 2 0.3 66.7 4 4 1 0.1 　 0.5 　 （1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法　 　。 （2）在实验中，测量绳端拉力时，应尽量　 　匀速向上拉动弹簧测力计。利用乙图中弹簧测力计的示数，可计算出第4次实验时滑轮组的机械效率为　 　 （3）由表中第　 　组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。 （4）由表中第3、4组数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和　 　有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功　 　J。 19．学习滑轮组的机械效率之后，小明用同样的滑轮，组装成两个滑轮组，完成分两次不同的实验，分别如图甲、乙所示，实验的部分数据如表格所示。 次数 物体重G/N 提升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 2 10 1.5 20 　 2 2 10 　 　 　 （1）实验过程中，沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计。 （2）第一次实验的机械效率为　 　%。 （3）第二次实验如图乙所示，则弹簧测力计移动的距离是　 　cm。若忽略绳重和摩擦，则第二次实验测得滑轮组的机械效率应　 　（选填“＞”“＜”或“＝”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。 （4）若想提高此滑轮组的机械效率，以下措施中不可行的是　 　（选填序号）。 ①选用轻质动滑轮 ②给滑轮的轴心加润滑油 ③增加物体被提升的高度 ④增大被提升的物体的重力 20． 测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。 实验次数 钩码重力 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率 　 （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　 　 运动。 （2）第2次实验时所做的有用功为　 　，滑轮组的机械效率是　 　 。 （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　 　选填“大”或“小”，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　 　选填“有关”或“无关”。 （4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　 　选填序号。 增大绳重 减轻动滑轮重 加快物体提升的速度 1．【答案】（1）乙 （2）高 （3）3 （4）B 【解析】测滑轮组机械效率的实验中， （1）根据数据，实验2中，物体升高0.1m，绳端移动距离为0.4m，则， 物体和动滑轮的总重由4段绳子承担，用乙滑轮组做的实验。 （2）根据实验1和3可知，使用的是同一滑轮组，而提升的物体越重，机械效率的数值越大，结论是使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （3）根据图丙，忽略绳重和摩擦，根据 当动滑轮重为1N时，机械效率为75%，则，可得 （4）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力偏大，由 ，可知，测得的机械效率将偏小，故A不符合题意； B．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态，绳子与滑轮间的摩擦力变小，则测得的拉力偏小，由 ，可知，测得的机械效率将偏大，故B符合题意。 故选B。 【分析】（1）根据滑轮组绳子移动的距离和物体移动距离的关系，判断绳子股数； （2）动滑轮重力相同时，物体重力越大， 机械效率越大； （3）根据，可以计算物体重力大小； （4）测量机械效率时，若测力计静止，不能测量绳子和滑轮间的摩擦力，机械效率偏大。 （1）实验2中，物体升高0.1m，绳端移动距离为0.4m 物体和动滑轮的总重由4段绳子承担，所以第2次实验是用乙滑轮组做的实验。 （2）由实验1和实验3可知，使用的是同一滑轮组，而提升的物体越重，机械效率的数值越大，所以结论是使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （3）由图丙可知，忽略绳重和摩擦，根据 由图丁装置知，当动滑轮重为1N时，机械效率为75%，则 故被提升物体所受的重力 （4）A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力偏大，由 可知，测得的机械效率将偏小，故A不符合题意； B．测量拉力时，弹簧测力计处于静止状态，绳子与滑轮间的摩擦力变小，则测得的拉力偏小，由 可知，测得的机械效率将偏大，故B符合题意。 故选B。 2．【答案】（1）甲 （2）57%；83% （3）越低 （4）增大提升的物重 【解析】（1）实验1中钩码上升高度为0.1m，绳端移动距离为0.3m，根据两者关系知，物重由三段绳子承担，所以是用甲图的装置做的实验。 （2）根据可知，表格中实验2的机械效率为，实验3的机械效率为； （3）对比实验1和实验2，其他条件相同，使用的滑轮组不同，机械效率分别为74%和57%，说明动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低； （4）对比实验1和实验3，滑轮组相同，提升物体重力越大，机械效率越高，所以可以通过增大提升的物重，来提高滑轮组的机械效率。 故答案为：（1） 甲 ；（2） 57% ； 83% ；（3） 越低 ；（4）增大提升的物重 。 【分析】(1)由实验中钩码上升高度h与绳端移动距离s的关系判断三次实验绳子的有效段数，确定实验对应的装置； (2)由表中数据，根据求出后面2次实验的机械效率； (3)比较实验1和实验2的相同的量和不同的量，由数据分析得出结论； (4)在(1)的基础上，找出使用同一滑轮组的实验，找出不同的量，分析得出机械效率与不同量的关系。 （1）实验1中钩码上升高度为0.1m，绳端移动距离为0.3m，说明物重由三段绳子承担，因此是用甲图的装置做的实验。 （2）[1]表格中实验2的机械效率 [2]表格中实验3的机械效率 （3）实验1和实验2中，使用的滑轮组不同，其他条件相同，机械效率分别为74%和57%，说明动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低。 （4）比较实验1和实验3可以看出，使用同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越高，则增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。 3．【答案】（1）匀速；变大 （2）甲；0.54 （3）57.1 （4）低；增加物体的重力 【解析】1）为保证拉力与重力之间的等量关系，需要竖直向上匀速拖动弹簧测力计， 斜向上匀速拉动 会导致测力计内部摩擦力的产生，导致示数变大 综上第1空、匀速；第2空、变大 2）试验1中绳子移动距离是钩码上升距离的3倍，所以缠绕在动滑轮上的绳子数为3，所以为甲图，钩码上升速度为0.1m/s，绳子移动速度为0.3m/s，根据P=Fv=1.8N×0.3m/s=0.54W 综上第1空、甲；第2空、0.54 3） 动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越 大， 增加物体的重力 ，可以提高机械效率 综上第1空、低；第2空、增加物体的重力 【分析】1）动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。3、总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 4．【答案】（1）竖直 （2）0.01 （3）； （4）C 【解析】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，是物体升高，此时处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小； (2)由表中数据可知，第一次实验中，有用功： W有1=G1h1= 2Nx0.05m=0.1J，总功： W=F1s1= 1Nx0.15m=0.15J，则克服动滑轮重力做的功：W动=G动h1=0.8Nx0.05m=0.04J，由W总=W额 +W有和W额=W动+W摩擦+绳重可得克服绳子重力和摩擦力的额外功是： W摩擦+绳重=W总1-W有1-W动=0.15J-0.1J- 0.04J=0.01J； (3)第2次实验中，由所给条件，可得机械效率为：；如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，即表格中②处数值为2.4； (4)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性，故选： C。 故答案为：(1)竖直；(2)0.01；(3)78.4%；2.4N；(4)C。 【分析】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使该滑轮组处于平衡状态； (2)由W总=W额+W有和W额=W动+W摩擦十绳重可得克服绳子重力和摩擦力的额外功； (3)第2次实验中的机械效率，可先求出有用功和总功，再利用公式计算；根据弹簧测力的使用方法读出示数； (4)初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律，有的是为了使实验结论具有普遍性。 5．【答案】（1） （2）30；等于 （3） 【解析】测量滑轮组的机械效率时， (1)、根据表格数据，计算第一次实验的机械效率为； (2)、根据图乙，滑轮组绳子股数为3，弹簧测力计移动的距离是s=10cm×3=30cm，计算机械效率，第二次实验测得滑轮组的机械效率等于第一次实验测得滑轮组的机械效率； (3)、①选用轻质动滑轮，可以减小额外功，能提高机械效率；②给滑轮的轴心加润滑油，减小摩擦力，能提高机械效率；③增加物体被提升的高度，不改变机械效率；④增大被提升的物体的重力，可以增大有用功，提高机械效率，①②④可以提高机械效率。 【分析】（1）根据，可以计算机械效率的大小； （2）利用，计算机械效率，机械效率和绳子股数无关； （3）减小动滑轮重力、减小摩擦力、增大物体的重力，可以提高机械效率。 6．【答案】（1）甲；越轻 （2）偏大；没有考虑克服绳重及摩擦所做的额外功，使额外功偏小，导致计算的效率偏大 【解析】测滑轮组机械效率时， (1)、通过表中数据，实验1中，物体移动0.1m，绳子移动0.3m，承担物体的绳子股数为，用的是图甲；根据表格中实验1、2，滑轮组相同，实验2的物体重力大，机械效率答，可得结论：同一滑轮组提升不同重物，重物越轻，滑轮组的机械效率越小； (2)、实验中，利用，计算出机械效率，没有考虑绳子重力和摩擦力，使额外功偏小，导致计算的效率偏大，利用，计算机械效率时，拉力中克服了绳子重力和摩擦力。前者计算的结果偏大，原因是没有考虑克服绳重及摩擦所做的额外功。 【分析】（1）根据绳子移动距离和物体移动距离的倍数关系，可以判断滑轮组绳子股数；滑轮组相同时，物体重力越大， 机械效率越大； ​​​​​（2）使用滑轮组时，若忽略绳子重力和摩擦力时，计算的机械效率偏大。 7．【答案】2.2；所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多；低；小；大于；AD 【解析】（1）由表格数据可知总功为0.66J，移动距离为0.3m，所以F=W/s，编号A处数据为 （2） 每一次实验中总功与有用功的差值ΔW，发现每一次都不同，可能是 所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增大。 （3）被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。为了提高机械效率，动滑轮的重力应尽可能的小，所以滑轮的材料会选择硬度大且密度小的材料，机械效率的计算公式为η=G/G+G动，，在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升高度相同，物体的重力会大于3N。 （4）提高机械效率的方法有减小滑轮重力，提高重物重力，AD正确，BC错误 故选AD。 【分析】做功：计算公式为W=Fs，本题中总功为0.66J，移动距离为0.3m，所以F=W/s 影响滑轮组的机械效率的因素有：提升物体的重、动滑轮自重；滑轮组的机械效率与提升物体的高度、提升物体的速度无关。 机械效率的计算：η=W有/W 8．【答案】（1）刻度尺 （2）74.1%； （3）2、3 （4）小于 【解析】测量滑轮组机械效率的实验中， （1）滑轮组结构一定，测滑轮组机械效率时，由于机械效率和距离无关，实验可以不需要刻度尺； （2）计算第4次实验的机械效率，由于，动滑轮共4段绳子，滑轮组绕线如图； （3）探究相同滑轮组，提升不同物体时的机械效率，选择改变物体，滑轮组相同，比较2、3两次实验数据，机械效率不同，可得结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高； （4）弹簧测力计的量程相同，忽略绳重和摩擦时，甲是2股绳子，乙是3股绳子，根据G物=nF-G动，乙可以提升更多的物体，物体重力越大，机械效率越大，甲的最大机械效率小于乙的最大机械效率。 【分析】（1）滑轮组的机械效率和距离无关，测量机械效率时，可以不测量距离； （2）根据，计算机械效率，根据物体距离和绳子距离，判断股数，将滑轮组绕线； （3）滑轮组的机械效率和物体重力有关； （4）根据G物=nF-G动，计算物体的重力，动滑轮相同时，物体重力越大，机械效率越大。 9．【答案】匀速；变大；乙；57.1；低；高 【解析】（1）① 在使用弹簧测力计时，只有竖直向上匀速直线拉动绳子时，才能稳定的读取弹簧测力计的示数。 ② 若斜向上匀速拉动时，导致动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，所用的力变大，弹簧测力计的示数变大。 （2）①由表中实验数据可知，实验2中绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的5倍，根据s=nh可知，承重绳的股数为5，则实验用的是乙图所示的滑轮组。 ②根据实验2的数据可知，滑轮组的机械效率为。 （3） 实验1中绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的3倍，承重绳的股数为3，由图示可知，实验用的是甲图所示的滑轮组，动滑轮个数较少。通过实验1和实验2的数据分析得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的总质量越大），滑轮组的机械效率越低。 （4） 比较实验1和实验3，其它条件相同，实验3中物重增加，则机械效率上升，可得：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高。 【分析】（1）①根据弹簧测力计读数的稳定性分析； ②注意分析动力臂的长度变化，根据杠杆的平衡条件粉丝测力计的示数变化。 （2）①根据s=nh计算承担重力的绳子段数n，据此确定选择的滑轮组； ②根据表格数据，利用计算滑轮组的机械效率。 （3）根据表格数据分析解答； （4）根据表格数据分析物体重力对滑轮组机械效率的影响即可。 10．【答案】匀速；78.4%；2.4；变高；B 【解析】测量滑轮组机械效率时，（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，让整个装置处于平衡状态，测量绳子的拉力。 （2）根据第2次实验数据，计算机械效率： 由图丙，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N。 （3）根据表格数据，使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，钩码越重，机械效率越高。 重物越重，机械效率越高，但机械效率与物重不成正比，故B符合题意，ACD不符合题意。 【分析】（1）测量滑轮组的机械效率时，测力计拉动物体匀速直线运动； （2）根据，可以计算机械效率大小；根据测力计指针位置，测量拉力； （3）动滑轮相同时，物体重力越大， 机械效率越大，但不是正比例增大。 11．【答案】0.12；0.18；0.6；3；80%；越高 【解析】测量滑轮组的机械效率时，（1）根据表格数据，第一次实验所做的有用功：W有=Gh=0.6N×0.2m=0.12J， 第一次实验所做的总功：W总=Fs=0.3N×0.6m=0.18J； 根据图像，滑轮组有3根绳子，第二次实验中物体的高度为0.2m，绳端移动的距离 s1=3h1=3×0.2m=0.6m； （2）分析表格数据，第三次实验的机械效率为125%，明显错误，机械效率不可能超过100%，使用机械时，避免不了做额外功。实验的机械效率 ； （3）根据表格数据知，三次提升物体的总重力分别为0.6N、0.9N、1.2N，对应的机械效率为66.7%、75%、80%，可得：用同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 【分析】（1）根据W有=Gh，计算有用功，利用W总=Fs，计算总功；根据绳子股数和物体移动距离，可以计算绳子的距离； （2）滑轮组的机械效率低于100%，利用，计算机械效率； （3）动滑轮相同时，物体重力越大，机械效率越高。 12．【答案】（1）匀速 （2）丙；80% （3）错误 （4）1、2 （5）越低 【解析】1）实验时应沿竖直方向 匀速 缓慢向上拉动弹簧测力计 ，使得物体保持匀速运动，避免摩擦力示数的干扰 综上 第1空、匀速 2）试验3钩码上升高度为0.1m，绳子移动距离为0.4m，所以缠绕绳子数为4，为丙图，根据η=G/nF=4N/4/1.25N=80% 综上第1空、丙；第2空、80% 3） 2、4两次实验数据， 除了上升高度不同，其余因素均相同，但是机械效率相同，所以 猜想Ⅰ是 错误的 综上 第1空、错误 4）重力越大，机械效率越大，需要使得重力不同，其余因素不同，所以比较 1、2 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； 综上 第1空、1、2 5） 比较2、3两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 越低 综上 第1空、越低 【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力 2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍， 3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。3、总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。 13．【答案】匀速；78.4；0.3；大；大 【解析】探究影响滑轮组机械效率的因素时，（1）实验中，使钩码匀速缓慢上升，弹簧测力计示数才与拉力相同且稳定，有利于准确读数。 （2）计算第2次滑轮组的机械效率为： （3）第3次中，滑轮组做的有用功为； （4）根据实验数据，同一滑轮组，提升的物重分别为2N、4N和6N时，机械效率分别为66.7%、78.4%和83.3%，则同一滑轮组，提升的物重越大，机械效率越大。 （5）若提起同样的重物，用较轻的动滑轮代替较重的动滑轮，做的额外功减少，机械效率将变大。 【分析】（1）测量滑轮组的机械效率时，匀速拉动测力计，便于读数； （2）根据，可以计算机械效率的大小； （3）根据W=Gh，计算有用功的大小； （4）动滑轮相同时，物体重力越大， 机械效率越大； （5）物体重力相同时，动滑轮越小，机械效率越大。 14．【答案】匀速；错误；变大；乙；66.7%；几个自重不同的滑轮 【解析】（1）为使示数稳定，应缓慢竖直拉动。若静止读数，没有测量出摩擦力，测量值偏小，故她的想法是错误的； （2）其他因素相同时，钩码越重，滑轮组的机械效率越大，说明使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，机械效率越大； （3）第4次实验中满足关系s＝2h，故滑轮组承重绳子段数n＝2，所以是图乙滑轮组测出的数据，第4次实验的机械效率为： （4）要验证机与动滑轮所受的重力是否有关，需要保持其他因素不变。 【分析】（1）实验中应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；若静止读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦，测量的拉力偏小； （2）比较第1、2、3次实验数据，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论； （3）根据s=nh求出提升物体绳子的条数，从而确定滑轮组的装置；根据求出第4次实验的机械效率； （4）为了探究滑轮组的机械效率与动滑轮所受重力有关，需要多次更换不同重的动滑轮进行实验。 15．【答案】匀速直线；62.5%；大；无关；B 【解析】（1）钩码向上做匀速直线运动时，受力平衡，拉力等于重力； （2）滑轮组的机械效率； （3）使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。机械效率与钩码上升的高度无关。 （4） A．额外功会变大，有用功不变，总功会变大，机械效率变降低，故A不符合题意； B．额外功会变小，有用功不变，总功会变小，机械效率将提高，故B符合题意； C．机械效率与钩码上升高度无关，也和物体提升速度无关，故C不符合题意。 故选B。 【分析】（1）测量滑轮组机械效率，应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，钩码竖直向上做匀速直线运动； （2）滑轮组机械效率：； （3）观察表格中钩码重力、上升高度、机械效率的数据可知钩码重力、上升高度是否影响机械效率； （4）影响滑轮组机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的重力、绳重、摩擦等等；减轻动滑轮重，可提高滑轮组机械效率。 16．【答案】（1）匀速 （2）0.8 （3）1、2；有关 （4）1、3；错误 【解析】（1）实验中应该竖直向上，缓慢匀速拉动弹簧测力计。 （2）利用有用功的公式W=Gh=4N×0.2m=0.8J。 （3）通过比较1、2两次实验数据可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重是有关系的。 （4）通过比较1、3数据可知，两次物体重不一样，机械效率不一样。所以同一机械它的机械效率是变化的，从而推导出小明的观点是错误的。 【分析】（1）应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 （2）重力做的功为有用功。 （3）滑轮组的机械效率与动滑轮的重量有关。 （4）增加物重可以提高机械效率，所以同一个机械它的机械效率是变化的。 17．【答案】（1） （2）缓慢、匀速 （3）30 （4）83.3% （5） 【解析】(1)、该实验的原理是 (2)、在实验操作中应缓慢、匀速拉动弹簧测力计； (3)、某次实验提升物体前后如甲和乙图所示，则绳子自由端移动的距离为30cm； (4)、若物体的重力为，弹簧测力计的示数如图丙所示，为2N，则滑轮组的机械效率为； (5)、更换不同滑轮组进行多次测量后，分析实验数据，可以得出结论，滑轮组的机械效率与重物的重；动滑轮的重；绳子与滑轮之间的摩擦；滑轮与轴之间的摩擦有关。 【分析】(1)、该实验的原理是； (2)、在实验操作中应缓慢、匀速拉动弹簧测力计，保证拉力做的功只是克服重物重力和动滑轮重力做功； (3)、由钩码初末位置读出自由端移动的距离； (4)、读出弹簧测力计的示数，由计算机械效率； (5)、滑轮组的机械效率与重物的重；动滑轮的重；绳子与滑轮之间的摩擦；滑轮与轴之间的摩擦有关。 18．【答案】（1） （2）竖直；50% （3）1、2、3 （4）动滑轮重力；0.15 【解析】（1）根据表格数据1可知，承担重力的绳子段数n=，那么绳头系在动滑轮上，如下图所示： （2）①在实验中，测量绳端拉力时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计。 ②根据图乙可知，测力计的分度值为0.2N，则拉力为1.6N。 则第4次实验时滑轮组的机械效率为：。 （3）探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，需要控制其它因素相同，只改变物体重力，故选实验1、2、3； （4）①根据表格数据可知，3和4中动滑轮的重力不同，那么滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重力有关； ②在第3次实验中，滑轮组做的有用功W有=Gh=4N×0.1m=0.4J； 滑轮组做的总功W总=Fs=2N×0.3N=0.6J； 则滑轮组做的额外功：W额=W总-W有=0.6J-0.4J=0.2J； 克服动滑轮重力额外功：W额'=G动h=0.5N×0.1m=0.05J； 则克服摩擦做的额外功：W额''=W额-W额'=0.2J-0.05J=0.15J。 【分析】（1）根据s=nh计算承担重力的绳子段数n，从而确定滑轮组的缠绕方法； （2）①当竖直向上匀速拉动绳子时，弹簧测力计的示数等于绳子上的拉力； ②根据乙图确定第4次实验时绳子上的拉力F，再根据计算第4次实验时的机械效率。 （3）根据控制变量法的要求选择对照实验； （4）①根据表格数据分析哪个因素不同即可； ②根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，根据W总=Fs计算滑轮组做的总功，最后根据W额=W总-W有计算额外功。 19．【答案】（1）匀速 （2）66.7% （3）30；＝ （4）③ 【解析】（1）实验过程中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）根据表格可知，第一次实验的机械效率为：； （3）①根据乙图可知，承担重力的绳子段数n=3，则第二次测力计移动的距离为：s=nh=10cm×3=30cm。 ②根据图片可知，第一次和第二次的动滑轮重力和物体重力相等，根据可知，滑轮组的机械效率相等。 （4）根据可知，减小动滑轮的重力，增大物体的重力，都可以增大机械效率，而滑轮组的机械效率与提升的高度大小无关，故①、④正确不合题意，③错误符合题意； 给轴心加润滑油可以减小摩擦，从而减小额外功，可以提高机械效率，故③错误符合题意。 故选③。 【分析】（1）当竖直向上匀速拉动测力计时，此时测力计的示数等于绳子上的拉力； （2）根据计算滑轮组的机械效率； （3）①根据乙图确定承担重力的绳子段数n，再根据s=nh计算测力计移动的距离； ②根据比较机械效率的大小。 （4）减小额外功，增大有用功，可以增大机械效率，据此分析判断。 20．【答案】（1）匀速 （2）0.075；62.5% （3）大；无关 （4） 【解析】（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。 （2）第2次实验时所做的有用功为W有=Gh=1.5N×0.05m=0.075J，滑轮组做的总功W总=Fs=0.8N×0.15m=0.12J，则滑轮组的机械效率：； （3）①根据实验1、2、3可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，则滑轮组的机械效率越高； ②根据实验3、4可知，当物体的高度增大时，滑轮组的机械效率不变，即二者无关。 （4）根据公式可知，滑轮组的机械效率只与动滑轮重力和物体重力有关。则减小动滑轮重力，减小绳子重力，增大物体重力，都可以增大机械效率，故选②。 【分析】（1）当匀速直线拉动弹簧测力计时，此时测力计的示数刚好等于绳子上的拉力； （2）根据W有=Gh计算做的有用功，根据W总=Fs计算做的总功，最后根据计算滑轮组的机械效率。 （3）①根据表格数据1、2、3分析滑轮组的机械效率与物体重力的关系； ②当钩码的高度改变时，如果滑轮组的机械效率变化，那么二者有关；否则，二者无关。 （4）根据公式分析判断。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$