期末复习---机械效率实验练习 2024-2025学年沪科版八年级全一册物理

期末复习---机械效率实验练习沪科版 题型一：测定斜面的机械效率 1．小楠同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 斜面粗糙程度 物体重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 玻璃面 2 0.1 0.6 0.5 66.7% 2 玻璃面 2 0.15 0.8 0.5 3 玻璃面 2 0.2 1.0 0.5 80.0% 4 棉布面 2 0.2 1.2 0.5 66.7% (1)根据表格中数据，第2次实验的机械效率是 ； (2)分析第1、2、3次实验的数据可以得到的初步结论是： ，机械效率越大； (3)分析第4与第 次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 2．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。 （1）表格中第三次实验的机械效率为 （结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高； 实验 序号 斜面的 倾斜程度 物块的重力 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面的拉力 F/N 斜面长 s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1 （2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。 ①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面； ②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率； ③保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率； ④比较两次 的大小，即可初步验证猜想是否正确。 3．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力。 (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是 ；保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。 (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关。 (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 4．小明用如图所示的装置探究斜面的机械效率。实验前他有如下猜想： A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关 B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关 (1)实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。 (2)表中是小明探究过程中记录的两次对比实验数据： 实验次数 物体 物重G/N 斜面高度h/cm 拉力F/N 斜面长度s/cm 机械效率η 1 木块 6 10 1.20 100 50% 2 小车 6 10 0.75 100 ①第2次实验时斜面的机械效率为 %。 ②进行这两次对比实验是为了研究斜面的机械效率与 的关系。 ③第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。 (3) 小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重力为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系： L/m 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外/J 0.90 0.80 0.70 0.60 ①由表格中信息可知：W额外与L成 比。 ②当斜面的水平长度L=0.40m时，拉力做的总功为 J。 ③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。 题型二：探究滑轮组的机械效率 5．小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下： 次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η/% 1 2 10 1.0 2 3 10 1.4 71.4 3 6 10 2.5 80.0 （1）实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计； （2）第一次实验的机械效率为 ； （3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是 。 6．测量滑轮组的机械效率 1.实验原理： 。 2.实验装置 3.测量的物理量： 、钩码提升的高度h、拉力F、 。 4.测量工具： 和 。 5.操作说明：实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。 6.实验结论：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越 。提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越 ，但越 力。 7．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明分别用如图甲、乙、丙所示装置，进行了三次实验，实验数据记录如表。 实验装置 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 甲 3 0.1 2 0.3 50% 乙 6 0.1 ① 0.3 ② 丙 3 0.1 3 0.2 50% (1)在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)乙实验中弹簧测力计的示数如图所示，则表格中②处数据应为 ； (3)分析甲、乙组实验数据可得：同一滑轮组提升的物体重力越大，机械效率 （选填“越大”、“越小”或“不变”）。 8．某实验小组在“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： (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升；如果测量中弹簧测力计静止时读数，会导致测量的机械效率 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；实验中若缺少刻度尺 （选填“能”或“不能”）完成实验； (2)通过表中数据可分析出第1次实验是用 图所示装置做的实验； 实验次数 钩码重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 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.6 0.4 62.5% 3 6 0.1 2.4 0.3 (3)通过第1次实验和第2次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，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 ； (4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中滑轮组的机械效率η= （百分号前保留一位小数）； (5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高。 期末复习---机械效率实验练习沪科版答案 1．(1)75% (2)斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大 (3)3 【详解】（1）根据表格中数据，第2次实验的机械效率 （2）根据控制变量法的思想，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。 （3）根据控制变量法的思想，要想探究斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系，需控制斜面的倾斜程度相同，斜面粗糙程度不同，故分析第4与第3次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 2． 70.6% 小聪 越陡 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率 【详解】（1）[1]根据机械效率的知识可知，第三次实验的机械效率为 [2]由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想。 [3]由表中实验数据可知，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜面的机械效率越高，斜面越陡越费力。 （2）②[4]根据探究斜面的机械效率的知识可知，用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。 ③[5][6]根据控制变量法的知识可知，保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。 ④[7]根据机械效率的知识可知，实验的最后一步是，根据记录的数值，计算出机械效率的大小，即可验证猜想是否正确。 3．(1)省 (2) 增大阻力 60.0% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表格数据可知，斜面的倾斜程度越小，拉力F越小，即越省力。 （2）[1] 在斜面上铺上毛巾，增大物体与斜面接粗面的粗糙程度，会增大阻力，所以目的是为了增大阻力。 [2] 机械效率为 （3）[1]分析表格的第二列和第七列数据可知，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关； [2]分析第二次和第四次的实验数据可知，斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力，所以拉力要大于物体所受的摩擦力。 4．(1)匀速直线 (2) 80 物体所受的摩擦力 0.6 (3) 正 2.3 2 【详解】（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。 （2）[1]第2次实验时斜面的机械效率 [2]由图可知，物体的重力是相同的，斜面的倾斜程度是相同的，小车与斜面间的摩擦是滚动摩擦，而木块与斜面间的摩擦是滑动摩擦，它们受到的摩擦力不同，故探究的是斜面的机械效率与物体所受的摩擦力的关系。 [3]第1次实验沿斜面拉木块做的有用功W有用=Gh1=6N×0.1m=0.6J 拉力做的总功W总=F1s1=1.2N×1m=1.2J 则额外功W额外=W总-W有用=1.2J-0.6J=0.6J 由W额外=fs得，木块所受摩擦力 （3）[1]由表中实验数据可知，L增大为原来的几倍，W额外也增大为原来的几倍，即W额外与L成正比。 [2]当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面高度 此时有用功W有用'=G'h'=5N×0.3m=1.5J 总功W总'=W有用'+W额外'=1.5J+0.8J=2.3J [3]当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=s2=0.50m 设此时的额外功为W，因额外功与L成正比，则 则W=1J 由W=fs得， 此时木块在水平桌面上做匀速运动，由平衡条件得：弹簧测力计的拉力F=f=2N 5． 匀速缓慢 66.7% 增加提升物体的重力 【详解】（1）[1]实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力的大小。 （2）[2]图中绳子的有效段数为n=3，第一次实验的机械效率 （3）[3]纵向分析表中数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，机械效率越高，故提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是增加提升物体的重力。 6． 钩码重力G 绳端移动的距离s 弹簧测力计 刻度尺 竖直 匀速 高 低 省 【详解】[1]有用功与总功的比值叫做机械效率，所以测量滑轮组的机械效率的实验原理为。 [2][3]根据测量滑轮组的机械效率的实验原理可知，需要测量：钩码重力G、钩码提升的高度h来计算有用功；拉力F、绳端移动的距离s来计算总功。 [4][5]测量重力和拉力需要用弹簧测力计，测量上升的高度和绳端移动的距离需要刻度尺。 [6][7]为了准确的测量绳端的拉力，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码升高。 [8]同一滑轮组，提升重物时额外功不变，增大提升的钩码的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例增大，故机械效率将变高。 [9][10]提升相同重物，有用功一定，动滑轮个数越多，额外功越大，则有用功在总功中所占的比例减小，机械效率越低；动滑轮个数越多，可知动滑轮上绳子的股数越多，根据可知，越省力。 7．(1)匀速 (2)62.5% (3)越大 【详解】（1）在实验中，测量绳子端拉力F时，为了让绳子端的拉力，大小等于测力计的示数，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 （2）从图乙可知，弹簧测力计的示数为3.2N，这为第2次实验数据，滑轮组所做的有用功为 滑轮组所做的总功为 根据机械效率的公式，可得第2次实验的机械效率为 表格中②处数据应为62.5%。 （3）分析1、2组实验数据可知，其他条件不变时，第2次提升物体的重力为6N，大于第1次的3N，第2次实验的机械效率为62.5%，大于第1次的50%，可得：同一滑轮组提升的物体重力越大，机械效率越大。 8．(1) 匀速 偏大 能 (2)甲 (3)越低 (4)83.3% (5)提升物体的重力越大 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时钩码受力平衡，拉力等于重力。 [2]如果测量中弹簧测力计静止时读数，不用克服绳子与滑轮之间的摩擦，会导致额外功偏小，测量的机械效率偏大。 [3]机械效率为 可知机械效率与物体移动距离无关，所以即使没有刻度尺也能完成实验探究。 （2）由表中数据可知，钩码上升0.1m，绳端移动距离为0.3m，可知n=3，图甲中n=3，图乙中n=4，所以实验1是由甲图所示装置做的实验。 （3）第2次实验钩码上升0.1m，绳端移动距离为0.4m，可知n=4，所以实验2是由乙图所示装置做的实验，乙图中动滑轮有2个，机械效率为62.5%，小于实验1的机械效率，可得：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。 （4）第3次实验中滑轮组的机械效率 （5）第1次实验和第3次实验使用的是同一滑轮组，第3次实验中提升的物体重力更大，机械效率更高，故可得：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$