微专题（二十一）　实验突破——测量斜面、杠杆、滑轮组的机械效率 2024-2025学年物理北师大版八年级下册

微专题（二十一）　实验突破——测量斜面、杠杆、滑轮组的机械效率 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 1.在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 第1题图 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （1）为了探究杠杆的平衡条件，小明用如图甲所示的装置进行实验。实验过程中，记录数据如下表所示。 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m 1 3.0 0.20 2.0 0.30 2 2.0 0.15 1.5 0.20 3 1.5 0.20 1.0 0.30 分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：　F1l1=F2l2　。实验中收集多组数据的目的是　避免偶然性，得出普遍规律。  　F1l1=F2l2　 　避免偶然性，得出普遍规律 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （2）小林用如图乙所示的实验装置测量滑轮组机械效率。在一次实验探究活动中，小林用如图所示滑轮组将重为2.7 N的物体匀速提升了20 cm用时2 s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为　0.54　J，滑轮组的机械效率为　75　%。为了提高滑轮组机械效率，建议可以采取的措施有　ABC　 （选填字母）。  A.减轻动滑轮组重 B.增加所提物重 C.机械加润滑油 D.增加物重上升的高度 　0.54　 　75　 　ABC　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （3）小丽用如图丙所示的实验装置测量斜面的机械效率。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　减小接触面的粗糙程度　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G=4 N、斜面长s=1 m、高h=0.2 m，若机械效率η=80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为　0.2　N。  减小接触面的粗糙程度　 　0.2　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 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2 N，测得的数据如下表所示。 实验 次数 钩码总 重G/N 钩码上 升的高 度 h/m 弹簧测 力计的 示数 F/N 弹簧测 力计移 动的距 离s/m 机械 效率η 1 4 0.1 1.8 0.3   2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 第2题图 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （1）第1次实验测得的机械效率为　74%　（结果保留整数）。  （2）分析表中数据可知：第4次实验是用　c　（选填“a”“b”或“c” ）图做的。  （3）由第1、2次实验可知：使用同一滑轮组，　增加物重　可以提高滑轮组的机械效率。  （4）由第1、3次实验可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率会越　低　（选填“高”或“低”）。  （5）由实验3、4次可知，滑轮组的机械效率与　钩码上升的高度　无关。  　74%　 　c　 　增加物重　 　低　 　 钩码上升的高度　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 3.小华发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示的装置进行实验探究。测量数据如下表所示。 第3题图 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 实验 序号 斜面 的倾 斜程度 物体 重力 G/N 物体 上升 高度 h/m 沿斜 面拉 力F/N 物体 移动 距离 s/m 机械 效率 η/% ① 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 62.5 ② 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 68.2 ③ 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50   （1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是：刻度尺和　弹簧测力计　。  （2）根据下表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是　80.6　%。（保留一位小数）  　弹簧测力计　 　80.6　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越　缓　（选填“陡”或“缓”），越省力。同时可初步分析，斜面机械效率与倾斜程度的关系：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越　高　（选填“高”或“低”）。  　缓　 高 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 4.用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升至图中虚线位置。 第4题图 创新作业本·物理八年级下（北师大版） （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为　0.9　N，钩码总重G为2.0 N，钩码上升高度h为0.20 m，测力计移动距离s为0.60 m，则本次实验做的总功为　0.54　J，杠杆的机械效率为　74.1%　（保留一位小数）。请写出使用该杠杆做额外功的两个原因：  ①　克服摩擦　；②　克服杠杆自重　。  （2）根据上述装置，小明提出“杠杆的机械效率与重物所受重力大小，动力作用点位置两个因素有关”的猜想。他用该实验装置，先后将动力作用在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据。 0.9 　0.54　 　74.1%　 　克服摩擦　 　克服杠杆自重　 创新作业本·物理八年级下（北师大版） 次数 钩码悬 挂点 钩码总 重G/N 钩码移 动距离 h/m 拉力 F/N 测力计 移动距 离s/m 机械效 率η/% 1 A点 3 0.20 1.3 0.60 76.9 2 B点 4 0.20 1.9 0.53 79.4 根据表中数据，　不能　（选填“能”或“不能”）得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论。请简要说明两条理由：  ①　两次实验时，动力没有作用在同一位置，同时改变两组条件，数据不宜直接比较。　  ②　仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。　  　不能　 　两次实验时，动力没有作用在同一位置，同时改变两组条件，数据不宜直接比较。　  　仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。　  创新作业本·物理八年级下（北师大版） $$