内容正文:
2026年中考物理第二轮实验专题复习-测量滑轮组的机械效率
1.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中的每一个钩码重2N,测得的数据如下表所示:
物理量实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.1
1.0
57%
(1)实验中测绳端拉力F时,应沿竖直方向尽量___________拉动弹簧测力计;
(2)实验中读取弹簧测力计的示数时应在___________(静止/拉动过程)中读数;
(3)分析表中数据可知:第3次实验是用___________图做的;[选填(a)/(b)/(c)]
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,___________可以提高滑轮组的机械效率;由第1、3次实验数据可知:降低滑轮组的机械效率的因素是___________;
(5)分析第___________次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度___________关。
2.提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,滑轮组如图1所示,实验测得的数据如表所示。
次数
物体的重力
提升的高度
拉力F/N
绳端移动的距离
机械效率
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
4
4
0.2
1.8
0.6
74.1%
(1)实验中应沿竖直方向_________拉动弹簧测力计,某同学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)分析第3次实验数据,求出此时机械效率的是_________;
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升重物时,被提升的物体越重,机械效率_________(选填“越高”、“越低”或“不变”),分析比较第3、4次实验数据可得,机械效率与物体上升的高度_________(选填“有关”或“无关”);
(4)小红用均为的滑轮,组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组(两个滑轮组都不计绳重和摩擦),在相同时间内把重物G提升相同高度,拉力,则、做功的功率______,机械效率______(两空均选填“>”、“<”、“=”),______。滑轮组的机械效率之比______。
3.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮物重不可忽略)
实验次数
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
4
0.1
0.3
2
8
0.1
3.2
0.3
83.3%
3
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
(1)在实验中,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计;
(2)第1次实验中,弹簧测力计示数如图1所示,其读数是______N,滑轮组的机械效率是______;
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:______,机械效率越高;
(4)由______两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低;
(5)在第3次实验操作的基础上,如图2丁所示改变绳端拉力方向,测得的拉力大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
4.测滑轮组的机械效率,先用已调好的弹簧测力计测出钩码所受的重力G,然后按照如图所示组装好实验器材,记下钩码及绳自由端的初位置。拉动弹簧测力计使所受重力为G的钩码升高时,用弹簧测力计测出绳头自由端所受到的拉力F;用刻度尺分别测出钩码被提升的高度h和绳自由端移动的距离s,并将F、h和s记录在数据记录表格中。
(1)在钩码升高的过程中,应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(2)保持此装置不变,更换钩码使被提升重物所受重力增加为2G,滑轮组的机械效率将______;
(3)用公式计算机械效率的条件是______,得到的结果______(填“大于”“等于”或小于)用计算出的结果。
5.提高机械效率能够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。同学们利用图中所示的装置进行“测量滑轮组的机械效率”实验。
(1)间接测量要从分析实验原理入手,本实验的实验原理是__________;
(2)实验时应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码__________升高;
(3)实验所测数据如下表:
实验次数
钩码的重力
钩码上升高度
绳端拉力
a
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表格中的a应填写的内容是__________;
②第3次实验是利用了图__________的装置完成的,它的机械效率__________;
③分析1、2两次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越__________,滑轮组的机械效率越高;分析2、4两次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__________;3、4两次实验滑轮组的机械效率不同的原因是_______。
6.如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置,测得的实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
(1)实验过程中,应竖直向上_________拉动弹簧测力计;
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是_________;
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重_________,滑轮组的机械效率越高;
(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为_________W;
(5)创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于。智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是_________(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.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
(6)若动滑轮的自重为0.5N,则第一次实验中,克服绳重以及摩擦做的功为_________J;
(7)若动滑轮的自重为0.5N,则额外功中克服重及摩擦做的功的占比将_________(不变、变小);
(8)若想提高滑轮组的机械效率,除了(3)(5)中的方法请你给两个小组提出一个建议_________。
7.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明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/N
钩码上升距离/
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
★
3
6
10
2.2
30
90.0
(1)实验中要竖直向上缓慢____________拉动弹簧测力计,使钩码升高;
(2)表格中★处数据应为____________(结果保留一位小数);
(3)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与____________有关;
(4)根据实验结论推测,使用该滑轮组将重的物体匀速提升,此时滑轮组的机械效率可能是____________.
A.71.6% B.82.4% C.92.1% D.100%
(5)小明进一步研究,测出动滑轮的重力为,再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值 ,发现钩码的重力越大,____________(越大/越小/不变);
(6)另一实验小组改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越____________(高/低);分析图象中的A点可知,此时被提升物体所受的重力____________.
A.大于 B.等于 C. 小于
8.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2N,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
测力计示数F/N
测力计移动距离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%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应在______(选填“匀速拉动”或“静止”)时读数;
(2)第1次实验中有用功为______J,机械效率为______;(结果保留一位小数)
(3)分析表中数据可知:第2次实验是用______图做的;
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率;
(5)通过比较1、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,机械效率越______;
(6)根据以上结论,以下不能提高机械效率的是______(填字母)。
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
9.在“测滑轮组机械效率”的实验中,小顺用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,进行了多次实验,实验数据如下表所示。
实验序号
钩码重/N
钩码上升的高度/m
绳端的拉力/N
绳端移动的距离/m
机械效率
1
2
0.10
1.0
0.3
66.7%
2
4
0.10
1.7
0.3
3
6
0.10
2.4
0.3
83.3%
4
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
5
2
0.15
1.0
0.45
66.7%
(1)实验所用滑轮组的绕线方式为________(选填“甲”或“乙”);
(2)第2次实验中滑轮组的机械效率为_________;
(3)①分析表中1、4、5三次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与重物上升的高度_________(选填“无关”或“有关”);
②分析表中__________(填实验序号)三次实验的数据可知,使用同一滑轮组,提升重物的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
10.物理兴趣小组的同学们在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”实验时,提出如下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关;
猜想三:滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
根据猜想,利用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究,测得的实验数据如下表所示。请你完成下列内容:
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2.0
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4.0
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4.0
0.1
1.25
0.4
4
4.0
0.2
1.50
0.8
88.9%
(1)在实验中应竖直向上________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______ (选填“甲”、“乙”或“丙”)的装置完成的,它的机械效率η=_________.;
(3)比较2、4两次实验数据,可以验证猜想一是______ (选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较1、2两次实验数据得出结论:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越_________(选填“高”或“低”);
(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,滑轮组的机械效率越__________(选填“高”或“低”);
(6)小欣同学发现在实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止时读数,他的想法是__________ (选填“正确”或“错误”)的,测得的机械效率______ (选填“偏高”“偏低”或“不变”)。
11.某小组同学在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用图1所示的实验装置进行实验,测得的实验数据如下表。(钩码规格相同)
实验次数
所用装置
钩码重力G/N
提升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
甲
4
0.1
0.3
2
乙
8
0.1
3.2
0.3
80.0%
3
丙
8
0.1
2.0
0.5
80.0%
4
丙
8
0.2
2.0
1.0
80.0%
(1)实验中用弹簧测力计测量拉力F的大小,则应沿竖直方向_______(填“变速”或“匀速”)缓慢拉动弹簧测力计使绳端向上移动;如果让弹簧测力计静止读数,则测得的机械效率比实际值要_______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(2)第1次实验中,拉力F的大小如图2所示,弹簧测力计的示数是_______N,机械效率是_______(精确到0.1%)
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:_____________________。分析3、4两次实验数据可知,同一滑轮组的机械效率与重物上升的高度_______(填“有关”或“无关”)。
(4)在第3、4次实验操作的基础上,如图1丁所示改变绳端拉力方向,测得的滑轮组机械效率将_______(填“偏高”“偏低”或“不变”),原因是改变绳端拉力方向后,匀速拉动重物上升所需的拉力会________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)实验中使用了不同的滑轮组,还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率,目的是为了_______(填字母)。
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
12.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小北与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表:
次数
钩码
重/N
钩码上升
距离/cm
弹簧测力
计示数/N
弹簧测力计
上升距离/cm
机械
效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
①
3
6
10
2.2
30
90.9%
(1)实验时除如图所示的器材外,还需要的实验器材有___________:
(2)实验时应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,且在___________(填“静止”或“拉动过程中”)时读数;
(3)表格中编号①处的数据为___________,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“变大”、“变小”或“不变”);
(4)小北发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系,于是他认为:钩码重一定时,无论将钩码提升多高,都不影响该滑轮组的机械效率;小红则认为:钩码提升的高度不同,有用功就不同,机械效率就变化了。你认为___________的看法是正确的。
13.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。
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74.1%
57.1%
(1)本实验原理是____________;实验中应沿竖直方向____________拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用____________(选填“甲”或“乙”)图所示装置的实验;
(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____________(选填“越高”、“不变”或“越低”);
(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验,表中第3次实验的机械效率为=____________。额外功为____________J;
(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____________。
14.某小组在“测量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。
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η
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
80%
(1)实验中应沿竖直方向缓慢地___________拉动弹簧测力计;
(2)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;
(3)表格中第4次实验空缺的数值为___________;在丁图中,画出第四次实验的连线方式___________。
(4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:用不同的滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________(填:高/低);
(5)若每个滑轮的质量为100g,第三次实验中克服绳重和摩擦做的额外功为___________J
(6)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G’,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦。则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是___________
A.η= B.η=
C.η= D.η=1-
15.物理兴趣小组的同学们在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”实验时,
提出如下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关;
猜想三:滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
根据猜想,利用如图甲、乙、丙所示的装置进行实验探究,测得的实验数据如下
表所示。请你完成下列内容:
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4.0
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4.0
0.1
1.25
0.4
4
4.0
0.2
1.50
0.8
88.9%
(1)小欣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,应该静止时读数,他的想法是________(选填“正确”或“错误”)的;
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图________(选填“甲”、“乙”或“丙”)的装置完成的,它的机械效率________;
(3)比较2、4两次实验数据,可以验证猜想一是________(选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较________(选填实验序号)两次实验数据得出结论:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,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,滑轮组的机械效率越________。(选填“高”或“低”)
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮实验专题复习-测量滑轮组的机械效率》参考答案
1. 匀速 拉动过程 (c) 增大物重 动滑轮的重力 3、4 无
【详解】(1)[1]在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动测力计,使整个实验装置处于平衡状态,且在拉动时读数。
(2)[2]一定要在拉动的过程中读拉力,若在静止时读拉力,则不包括绳与轮之间的摩擦力。
(3)[3]第3次实验s为h的5倍,所以滑轮组由5段绳子承担物重,所以第3次实验是由(c)图做的。
(4)[4]分析第1、2次实验,两次所用滑轮组相同,但第2次物重大于第1次物重,机械效率也大于第1次的机械效率,所以可得使用同一滑轮组,提高物重可以提高滑轮组的机械效率。
[5]分析第1、3次实验,两次提升物体的重力相同,第3次实验的动滑轮较重,而机械效率较低,所以可得使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多,滑轮组的机械效率越小,所以分析第1、3次实验数据可知:影响滑轮组的机械效率高低的因素主要是动滑轮的重力。
(5)[6][7]根据控制变量法的思想,要想探究滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系,应当只改变物体被提升的高度,其他变量保持不变,因此选择第3、4次实验;第3、4次实验只是改变了物体被提升的高度,机械效率没变,所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
2.(1) 匀速 偏小
(2)74.1%
(3) 越高 无关
(4) < >
【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力大小才等于测力计示数。
[2]某同学在该实验中加速向上提升重物,根据,加速时拉力会偏大,而有用功不变,根据可知,机械效率会偏小。
(2)分析第3次实验数据,可得此时机械效率的是
(3)[1]比较第1、2、3次实验数据可知,提升高度相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一滑轮组,但物重不同,且物重越大,滑轮组的机械效率越高。
[2]分析比较第3、4次实验数据可知,使用相同的滑轮组提升相同的物体,物体上升的高度不同,机械效率相同,这说明机械效率与物体上升的高度无关。
(4)[1]由图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3,乙滑轮组中承担物重的绳子段数n′=4;若重物上升高度为h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为:s甲=3h,s乙=4h;甲滑轮组中拉力做的总功为
W1=F1s甲=3hF1
乙滑轮组中拉力做的总功为
W2=F2s乙=4hF2
已知F1=F2,所以W1<W2,已知时间相同,由公式知,P1<P2。
[2]甲、乙两滑轮组提升的物重G相同,把重物G提升相同高度,根据W有=Gh可知所做的有用功相同,而乙滑轮组中多了一个动滑轮,需要克服动滑轮的重力做更多的额外功,则使用乙滑轮组所做的总功更多,根据可知,即η1>η2。
[3]根据可知,
已知F1=F2,可得
解得
故
[4]由[2]可知,不计绳子重和摩擦,根据
可得滑轮组的机械效率之比
3. 匀速 1.8 74.1% 使用同一滑轮组,物重越大 2、3 变大
【详解】(1)[1]实验中要竖直匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数。
(2)[2][3]由图1可知,弹簧测力计的示数是1.8N,滑轮组的机械效率
(3)[4]通过比较1和2实验数据可知,使用的是同一滑轮组,物体提升的高度相同,而物体的重力不同,且物体的重力越大,机械效率越高,所以可以得出结论:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(4)[5]由表中数据可知,第2次使用乙图中滑轮组,第3次使用丙图中滑轮组,两个滑轮组提升的物体的重力相同,提升的高度相同,动滑轮的重力不同,比较第2、3次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
(5)[6]在图2丁中,若拉力F向右倾斜,则拉力的力臂变小,拉力变大。
4. 匀速 变大 不计绳重和轴摩擦 大于
【详解】(1)[1]在钩码升高的过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时钩码受力平衡,受到的拉力等于重力。
(2)[2]保持此装置不变,更换钩码使被提升重物所受重力增加为2G,物体上升高度相同时,有用功变大,额外功不变,由可知,滑轮组的机械效率变大。
(3)[3][4]由可知,额外功指的是克服动滑轮重力所做的功,所以前提是:不计绳重及轴摩擦。计算得到的有用功是准确的,但额外功偏小,所以与相比,计算结果会偏大。
5. 匀速 绳端移动的距离s/m 丙 80% 大 无关 机械装置不同
【详解】(1)[1]本实验的实验原理是机械效率的定义式,即有用功与总功的比值。在滑轮组实验中,有用功是提升钩码所做的功,等于钩码重力与钩码上升高度的乘积,即W有=Gh;总功是拉力做的功,等于拉力与拉力移动距离的乘积,即W总=Fs。因此,机械效率η可以表示为
(2)[2]在实验过程中,为了准确测量拉力的大小和拉力移动的距离,需要缓慢拉动弹簧测力计,使钩码匀速直线上升,这样,拉力的大小就等于弹簧测力计的示数。
(3)①[1]表格中的a应填写的内容是拉力移动的距离s,这是因为在计算机械效率时,需要用到拉力做的总功W总=Fs,所以必须测量并记录“拉力移动的距离s/m”。
②[4]第3次实验中,拉力移动的距离是钩码上升高度的4倍(即s=4h),这说明滑轮组有4段绳子承担着物重,对比图示可知,这是利用了图丙的装置完成的。
[5]根据机械效率的计算公式,第3次实验的机械效率为
③[6]分析1、2两次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,当其他条件不变,只改变重物的重力时,发现重物重力越大,滑轮组的机械效率越高。
[7]分析2、4两次实验数据可知,当其他条件不变,只改变钩码上升的高度时,滑轮组的机械效率保持不变,这说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
[8]分析3、4两次实验滑轮组的机械效率不同的原因是动滑轮的重力不同,即机械装置不同;在不计绳重和摩擦的情况下,第4次实验减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大。
6. 匀速 74.1% 越大 0.54 C 0.03 变小 减小额外功,减小摩擦、定时润滑
【详解】(1)[1]实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数。
(2)[2]第三次实验中滑轮组的机械效率是
(3)[3]纵向分析表中实验数据知道,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(4)[4]若在第三次实验中,F=1.8N,物体上升的速度为0.1m/s,则绳子自由端的速度
则拉力F的功率为
(5)[5] A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,拉力测量大了,机械效率变小,不符合题意;
B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,拉力变大,机械效率变小,不符合题意;
C.使用的动滑轮的重力小于小明小组,克服动滑轮做的功减小,额外功减小,机械效率变大,符合题意。
故选C。
(6)[6]克服绳重以及摩擦做的功为
(7)[7]若用不同的滑轮组提升相同的重物到同一高度,由于有用功相同,动滑轮越轻,做的额外功就越少,有用功在总功中占的比例就大,机械效率就越高。所以动滑轮的自重为0.5N,则额外功中克服重及摩擦做的功的占比将变小。
(8)[8]机械加润滑油,提升重物时减小了额外功,由于
故滑轮组的机械效率越大,故减小额外功,减小摩擦,定时润滑的方法可行。
7.(1)匀速
(2)88.9
(3)提升钩码的重力
(4)C
(5)越大
(6) 低 A
【详解】(1)测滑轮组的机械效率,需要匀速拉动绳子,并且要在拉动中读弹簧测力计的示数此时整个系统处于平衡状态,拉力大小等于测力计示数。
(2)第二次滑轮组的机械效率为
(3)分析表格数据可知,三次实验机械效率不同是由于所提升钩码重力不同造成的。
(4)同一滑轮组,物重越大机械效率越高,故物重8N时机械效率大于物重6N时的机械效率90.9%;而任何机械的效率不可能达到100%;故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(5)第一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值为
第二次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值为
第三次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值为
以上数据发现发现钩码的重力越大,越大,原因是:所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。
(6)[1]被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越低;
[2]根据图丁可知,当动滑轮重为4N时,滑轮组的机械效率为75%;若忽略绳重和摩擦,被提升物体所受的重力:G=12N;但由于绳重和摩擦力使得额外功变大,在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,若提升相同的高度,物体的重力会大于12N,故BC不符合题意,A符合题意。故选A。
8. 匀速拉动 0.4 74.1% 乙 增加物重 低 D
【详解】(1)[1]在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数,只有当弹簧测力计匀速拉动时,拉力大小才等于弹簧测力计的示数,且示数稳定,这样便于读数。
(2)[2]第1次实验中有用功为
[3]第1次实验中总功为
机械效率为
(3)[4]由表格数据可知,第2次实验中,承担物重的绳子股数为
由题意可知,第2次实验中,钩码的个数为
因此第2次实验是用图乙做的。
(4)[5]分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,钩码越重,机械效率越高,因此可知,使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率。
(5)[6]分析第1、4次实验数据,第1次实验中,承担物重的绳子股数为
动滑轮重为
第4次实验中,承担物重的绳子股数为
动滑轮重为
故第4次实验中动滑轮较重,故由表格数据可知,提升的物重相同,动滑轮重力越大,机械效率越低。
(6)[7]A.分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率;故A不符合题意;
B.分析第1、4次实验数据可知,提升的物重相同时,动滑轮重力越大,机械效率越低,即剑侠动滑轮重力可以提高机械效率;故B不符合题意;
C.机械加润滑油,可以减小额外功,在有用功不变的前提下,有用功和总功的比值增大,机械效率增大;故C不符合题意;
D.由3、4组实验数据可知,使用同一滑轮组提升相同的重物,物体被提升的高度改变,机械效率不变,可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。因此增加重物上升高度不能提高机械效率。故D符合题意。
故选D。
9. 乙 78.4% 无关 123
【详解】(1)[1]根据表格中数据可知
则实验所用滑轮组的绕线方式为乙。
(2)[2]由表中数据可知,第2次实验中滑轮组的机械效率是
(3)①[3]分析实验1、4、5数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率相同,所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
②[4]分析表中123三次实验的数据可知,使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越高,故要提高同一滑轮组的机械效率,可以采取增大提升物体的重力的措施。
10.(1)匀速
(2) 丙 80%
(3)错误
(4)高
(5)低
(6) 错误 偏大
【详解】(1)在实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,减小测量误差,保持弹簧测力计的示数稳定。
(2)[1]由表中数据可得,钩码移动的距离为0.1m时,绳子端移动的距离为0.4m,则绳子的股数
即动滑轮上有4股绳,所以丙图符合题意。
[2]机械效率
(3)对比2、4的数据发现,其它条件不变,只改变物体提升的高度,机械效率是不变的,所以猜想一是错误的。
(4)过比较1、2两次实验数据发现,同一滑轮组提升重物时,其它条件不变,物重越大滑轮组的机械效率越高。
(5)对比2、3次实验可以发现,重物的重力不变,提升的高度也不变,但滑轮组中动滑轮的个数增多了,动滑轮越重,机械效率越低,所以可得结论∶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。
(6)[1]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,此时没有考虑摩擦力对机械效率的影响,想法不正确。
[2]若用弹簧测力计静止时进行读数,则减小了一部分由于摩擦造成的额外功,因此得出的机械效率与实际值相比偏大。
11.(1) 匀速 偏大
(2) 1.8 74.1%
(3) 使用同一滑轮组时,被提升的重物越重,机械效率越高 无关
(4) 偏低 变大
(5)C
【详解】(1)[1]滑轮组运动过程中存在摩擦力,若加速或减速拉动,弹簧测力计的指针会因惯性或力变化而晃动,导致拉力读数波动、难以记录准确值;匀速拉动时,系统处于动态平衡状态,测力计示数稳定,可减少人为读数误差。
[2]当弹簧测力计静止读数时,滑轮组组中绳子与滑轮、滑轮轮轴等处的摩擦力没有体现出来,使得拉力测量值偏小,当物体上升相同高度时,绳端移动的距离也相同,故滑轮组做的有用功相同,但测量出的总功偏小,导致测量的机械效率偏大。
(2)[1]图2中弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在1N后面第4小格处,故弹簧测力计的示数为
[2]第1次实验中,滑轮组做的有用功
此时滑轮组做的总功
此次实验的机械效率
(3)[1] 1、2两次实验数据中,其他条件相同,第2次实验中被提升的钩码的重力较大,机械效率也比较大,故可得出结论:使用同一滑轮组时,被提升的重物越重,机械效率越高。
[2] 3、4两次实验数据中,其他条件相同,重物被提升的高度不同,但是两次实验中的机械效率相同,故可得出结论:使用同一滑轮组时,机械效率与重物上升的高度无关。
(4)[1][2]绳端方向的拉力方向由竖直向上变成斜向上后,动滑轮对应的动力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂变小,绳端的拉力就会变大,在物体上升的高度不变时,绳端移动的距离相同,滑轮组做的有用功相同,但是由于绳端拉力变大,做的总功会变大,故机械效率变小。
(5)实验中使用了不同的滑轮组,还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率,是进行了多次实验,为了得到更普遍的规律,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
12. 刻度尺 匀速 拉动过程中 88.9% 变大 小北
【详解】(1)[1]测定滑轮组机械效率的实验原理是
要用到弹簧测力计测量G、F,用刻度尺测量h、s,因此除了图示器材外,还需要刻度尺。
(2)[2][3]在实验中,测绳端拉力F时,为了减小摩擦力对实验结果的影响,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(3)[4]第2次的机械效率为
[5]由表格数据可得结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同高度时,提升的物重增加时,滑轮组的机械效率变大。
(4)[6]分析表格数据可知
由
可知,滑轮组的机械效率与提升的高度无关,故小北的看法正确。
13. 匀速向上 乙 越低 83.3% 0.12 所拉的物体越重,滑轮组的机械效率越高
【详解】(1)[1]滑轮组的机械效率等于克服所拉物体重力做的功与绳子拉力做功的比值,即
因此实验原理为。
[2]实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的,此时系统处于平衡状态,这样示数才会稳定,所读出的数值才等于拉力的大小。
(2)[3]实验2中,物体升高0.1m,绳子自由端移动0.5m,根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系s=nh,说明物体和动滑轮有n=5段绳子承担,所以实验2数据是由乙滑轮组进行的。
(3)[4]根据表中数据,根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系s=nh,实验1中承担物重的绳子股数n=3,实验2中承担物重的绳子股数n=5,显然实验1选择甲图进行实验,实验2选择乙图进行实验,并且提升物体的重力相同,实验1的机械效率大于实验2的机械效率,故可得出的结论是: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)[5]小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验,表中第3次实验中的机械效率为
[6]第3次实验的额外功为
(5)[7]由实验1和实验3可得:使用同一滑轮组,物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以增加物体的重力,可以提高滑轮组的机械效率。
14.(1)匀速
(2)1、2
(3) 0.4
(4)低
(5)0.03
(6)B
【详解】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体匀速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小。
(2)比较1、2两次的实验数据,同一滑轮组,提升物体的重力相同、钩码上升的高度相同,绳子段数不同,机械效率相同,则可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
(3)[1][2]由表格中第4次数据可知,物体的重力为8N,绳端拉力为2.5N,则绳子的有效段数应为4,绳端移动距离为钩码上升高度的4倍,即;动滑轮上的绳子段数为4,所以图丁中的连线方式为:
(4)通过比较3、4两次实验数据知,提升物体的重力相同,而丙中动滑轮的重力小于丁中动滑轮的重力之和,丙的机械效率较大,故可得出的结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越低。
(5)由表中数据知道,第三次实验中,有用功
总功为
动滑轮的重力
则克服动滑轮重力做的功
不计绳重,由于,
所以,克服摩擦做的额外功
(6)AB.根据题意可得滑轮组机械效率
故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.不计绳子重及摩擦,根据题意可得滑轮组机械效率
故C正确,不符合题意;
D.根据题意可得滑轮组机械效率
故D正确,不符合题意。
故选B。
15. 错误 丙 错误 1,2 低
【详解】(1)[1]在测滑轮组的机械效率,需要匀速拉动绳子,并且要在拉动中读弹簧测力计的示数,如果静止读数,绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量,额外功就会减小,在有用功一定时,会导致机械效率变大,故该做法错误。
(2)[2]由表中数据可得,钩码移动的距离为0.1m时,绳子端移动的距离为0.4m,则绳子的股数为
即动滑轮上有4股绳,所以丙图符合题意。
[3]由表中数据可得,有用功为
总功为
机械效率为
(3)[4]对比2、4的数据发现,其它条件不变,只改变物体提升的高度,机械效率是不变的,所以猜想一是错误的。
(4)[5]要想得到同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高的结论,需要保证滑轮组不变,重物提升的高度也不变,只改变重物的重力,所以表中1、2号实验符合条件。
(5)[6]对比2、3次实验可以发现,重物的重力不变,提升的高度也不变,但滑轮组中动滑轮的个数增多了,且动滑轮个数越多,机械效率越低,所以可得结论: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。
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