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
2026-05-16
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 机械效率 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 880 KB |
| 发布时间 | 2026-05-16 |
| 更新时间 | 2026-05-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57895862.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦滑轮组机械效率测量,通过实验操作、数据计算与多因素探究,构建“原理-操作-分析”三维方法体系,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作与计算|5题|匀速拉动测力计、η=Gh/Fs计算、s=nh判断绳子股数|机械效率概念→实验原理→数据处理|
|影响因素探究|7题|控制变量法(物重/动滑轮重/绕绳方式)|单一变量控制→多组数据对比→结论归纳|
|综合应用|3题|误差分析、图像解读、实际问题迁移|实验结论→误差评估→生活应用|
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.小强测量图中甲、乙两个滑轮组的机械效率,他匀速拉动弹簧测力计,正确操作并将实验数据记录在下面的表格中(绳重、摩擦以及弹簧测力计的重都不计)。
次数
物体重G/N
物体上升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
3
0.1
2
0.2
75%
2
3
0.1
2
0.3
(1)在甲图的实验操作中应沿______方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)第1次实验测的是滑轮组______的机械效率;
(3)第2次实验中,滑轮组的机械效率是______;
(4)甲、乙两个滑轮组机械效率不同的原因是______。
2.某兴趣小组的同学在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与绕绳方式有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与物重有关;
猜想三:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。
为了验证上述猜想,兴趣小组的同学进行了如下实验,实验装置如图所示。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
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
2.5
0.4
80%
(1)兴趣小组的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)组员通过更换滑轮组,改变钩码质量,测得数据如表所示:
①请将表格补充完整______;
②分析数据可知第3次实验是用______(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验;
③不计摩擦及绳重,分析1、2两次实验数据可知猜想一______(选填“正确”或“错误”);
④通过比较______两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组机械效率越______;
(3)如果用图乙中滑轮组装置提升7N的重物,则它的机械效率可能是______。
A.73% B.81% C.88% D.71%
3.如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
实验次数、
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力
F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74
2
4
0.1
1.6
0.3
83
3
6。
0.1
①
0.3
②
(1)小明用弹簧测力计沿竖直方向___________提升不同数量的钩码,记录数据如表所示;
(2)第3次实验,绳端测力计示数如图所示。则表格中编号为①的空格中应填___________,编号②的空格中应填___________(保留两位有效数字);
(3)从表格中的数据可得结论:用相同滑轮组提升钩码时,滑轮组的机械效率与___________有关;如果使钩码升高的高度增加为原来的3倍,机械效率将___________(均选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)实验中,小明克服动滑轮的重力做的额外功一定小于___________;
(5)汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中,方法___________与本实验的原理相同。
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员;
方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重力;
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑。
4.“测量滑轮组的机械效率”的实验数据如表所示:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/ cm
拉力
F/N
绳端移动的距离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%
(1)实验时,应沿竖直向上的方向___________缓慢拉动弹簧测力计。
(2)第2次实验中测得滑轮组的机械效率为___________。
(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”)。
5.小明“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示,得到的数据如下表:
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
2
4
0.1
1.4
0.5
57
3
6
0.1
2.4
0.3
(1)由数据可知,第1次是用______(选填“甲”或“乙”)图做的实验;
(2)将第3次实验时,滑轮组的机械效率填写在表格的空格内(保留%号前面的整数)______;
(3)分析第1次和第2次实验的数据得出的结论: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)若用甲图做实验,挂重5N的钩码,滑轮组机械效率在______的范围内。
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下表所示,实验装置如图所示。
实验次数
物理量
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
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
(1)实验中应怎样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”)图所示装置做的实验。
(3)通过第1次实验和第2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),滑轮组的机械效率将怎样变化?( )
(4)小组同学再用第1次实验所使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s=___________m,机械效率η=___________(结果保留一位小数);
(5)比较第1次实验和第3次实验可得出怎样的结论?( )
7.小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率。下表是她设计的实验数据记录表格及所测的数据:
实验序号
物重G/N
物体上升高度h/cm
手的拉力F/N
(1)
1
2
10
1.0
30
2
3
10
1.4
30
3
6
10
2.5
30
(1)请将表格中信息补充完整:______;
(2)第一组数据中,动滑轮对重物所做的功是______J,拉绳所做的功是______J,拉绳所做的功和动滑轮拉重物做的功不相等的原因是______;
(3)在上面的活动中,将重物提升一定高度所做的功叫做______功。手拉绳所做的功叫做总功,将这两个功的______叫作机械效率;
(4)请分析小红的实验数据,为提高该滑轮组提升重物时的机械效率,可以采取的措施是______。
8.某小组同学用若干定滑轮、动滑轮和一些已知质量的钩码等器材测量滑轮组的机械效率,表格中记录的是部分实验数据。
实验序号
钩码重
钩码上升的高度
绳端的拉力
绳端移动的距离
机械效率
1
4
0.10
1.8
0.3
2
6
0.10
2.5
0.3
3
6
0.15
2.5
0.45
…
…
…
…
(1)若第1、2和3组实验都只用到了一个定滑轮和一个动滑轮,请在图中画出绳子的正确绕法;____
(2)第3次实验中,若物体上升的速度为,则拉力做功的功率为__________W,滑轮组的机械效率为__________;
(3)通过表格中的数据可知,滑轮组的机械效率与重物被提升的高度________;(填“有关”或“无关”)
(4)提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有很重要的意义。下列措施中可以提高滑轮组机械效率的有_____(填序号)。
①增大物体的重力
②增大物体上升的高度
③使用更加省力的绕线方法
④使用质量更小的动滑轮
⑤减小滑轮转动轴间的摩擦
9.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。
实验次数物理量
l
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
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
(1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)分析表中数据,可得第1次实验的s1=_________h1,这是用_______(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;第2次实验的s2=_________h2,这是用_______(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。
(3)比较第1次实验和第2次实验的数据可得:两次实验提升的重物G1_________G2(选填“>”,“<”或“=”),机械效率η1_________η2(选填“>”,“<”或“=”),从两次使用的滑轮组装置角度分析,造成两次机械效率有这样关系的原因是__________。
(4)小组同学再用第1次实验使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s3=_________m,机械效率η3=_________;
(5)比较第1次和第3次实验的机械效率,可得:使用同一滑轮组提升物体,物体越___________(选填“轻”或“重”),滑轮组的机械效率越高。
10.用如图甲所示的装置“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”:
(1)实验时,应______拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。若弹簧测力计向下拉动,则钩码上升______。
(2)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得多组数据并绘制出如图乙所示的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,______越重,滑轮组的机械效率越______(选填“大”或“小”)。
(3)分析图乙中的点可知,被提升物体所受的重力为______,此时弹簧测力计的示数为______(不计绳重和摩擦)。
11.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示。
实验次数
钩码的重力G/N
钩码被提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
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
2
0.1
1.5
0.2
66.7%
(1)使用图甲的滑轮组实验时,应该要沿______向上的方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验数据是用图______(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的,其机械效率是______(结果精确到0.1%);
(3)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,钩码越重,滑轮组的机械效率越______(选填“高”或“低”);通过分析第______两次实验数据可得出结论:使用相同的滑轮组提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
(4)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,其目的是______(填字母序号)。
A.减小摩擦力 B.多次测量求平均值 C.获得多组数据归纳出物理规律
12.涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊是用电动机带动滑轮组来提升重物的设备。如何提高滑轮组的机械效率、节约电能呢?为此同学们进行了对“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图所示,实验数据记录如下表:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度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
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
(1)实验中应沿竖直方向 ___________拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用 ___________图所示装置来完成的;
(3)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关;
(4)通过比较 ___________(填实验次数的序号)两次实验数据可得出:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高;
(5)通过比较3、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,机械效率越小;
(6)为提高滑轮组机械效率、节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有 ___________。
13.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,实验数据记录如下:
次数
钩码重
动滑轮重
钩码上升的距离h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计上升的距离s/cm
机械效率
1
2
0.8
5
1
15
66.7%
2
4
0.8
5
1.7
15
①
3
6
0.8
5
②
15
83.3%
(1)在实验中,测绳端拉力F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______J;
(3)①的数值是______(保留一位小数);第3次实验时弹簧测力计的示数如图所示,表格中编号②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
14.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/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
88.9
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)实验中要______拉动弹簧测力计,使钩码升高;
(2)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;
(3)小明进一步研究时,先测出了动滑轮的重力,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ΔW(ΔW=W总-W有-W动),发现钩码的重力越大,ΔW______(越大/越小/不变),请用所学知识进行解释:______;
(4)另一实验小组改变动滑轮的重力,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出图像丁。分析可知:被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越______(高/低);分析图像丁中的A点可知,此时被提升物体的重力______。
A.一定大于12N B.等于12N C.一定小于12N
15.小雨进行“测量滑轮组的机械效率”的实验,用到的装置如图,实验数据记录如表所示:
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
1
2
2
2
3
4
4
4
(1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图______所示装置来完成的;
(3)第3次实验时,滑轮组的机械效率是______结果精确到;
(4)通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度______选填“有关”或“无关”;通过比较3、4两次实验数据可得出:滑轮组的机械效率高低与______有关;
(5)小雨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,他认为应该静止读数。老师说该想法是错误的,原因是忽略了______对滑轮组机械效率的影响。如果这样做,测得的机械效率将______选填“偏大”、“偏小”或“更准确”。
(6)本实验中进行了多次实验,其目的是______填字母代号;
A.从多次实验中选取最准确的数据
B.多次测量取平均值,减小误差
C.从特殊现象中得到普遍规律
试卷第1页,共3页
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. 竖直向上 乙 50% 动滑轮重不同
【详解】(1)[1]重力的方向竖直向下,为准确测出拉力大小,实验中应沿竖直方向匀速拉动测力计。
(2)[2]由第1次实验数据可知,重物上升0.1m,则拉力端移动的距离s=0.2m,可知承担物重的绳子股数为
而图甲称重的绳子的股数为3,所以第1次实验测的是滑轮组乙的机械效率。
(3)[3]由表格数据可知,第2次实验中,滑轮组的机械效率是
(4)[4]两滑轮组提升物体的重力相等,甲滑轮组的机械效率低,说明做的额外功多,在绳重、摩擦以及弹簧测力计的重都不计的情况下,说明甲滑轮组的动滑轮重力大于乙滑轮组的动滑轮的重力。
2.(1)错误
(2) 绳端移动距离s/m 丙 错误 2、3 高
(3)B
【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,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)[1]实验中,还要测量绳子自由端移动的距离,所以表格缺失的内容为“绳端移动距离s/m”。
[2]由表格中数据得,第3次实验时,吊着动滑轮绳子段数为
且钩码重力为8N,所以第3次实验是用丙图所示装置做的实验。
[3]在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,应保持滑轮组相同、物重相同,只改变绳子绕法,据此分析第1、2两次实验可知机械效率都为74%;故猜想一错误。
[4][5]研究同一滑轮组提升重物时,滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时,要控制滑轮组相同、绕绳方式也相同;只改变提升物体的重力,故通过比较2、3可得出同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大。
(3)同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大,故物重7N时的机械效率小于物重8N但大于物重4N的,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(1)匀速
(2) 2.2 91
(3) 钩码的重力 不变
(4)小明做的总功
(5)一
【详解】(1)用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时物体和测力计都处于受力平衡状态,测力计示数等于拉力大小。
(2)[1]图中测力计的分度值为0.2N,示数为2.2N,故表格中编号为①的空格中应填2.2。
[2]机械效率
所以编号②的空格中应填91%。
(3)[1]由表中数据可知,使用相同的滑轮组提升钩码,从实验1至实验3,钩码的重力逐渐变大,机械效率也逐渐变大,由74%上升至91%,故可得:用相同滑轮组提升重物时,滑轮组的机械效率与重物的重力有关,且重物的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
[2]机械效率
可知机械效率与物体上升高度无关,所以使钩码升高的高度增加为原来的3倍,机械效率将不变。
(4)小明做的总功等于额外功加有用功,所以小明克服动滑轮的重力做的额外功一定小于小明做的总功。
(5)实验得出的结论是在额外功一定时,增大有用功可以提高机械效率。
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员,在额外功一定时,通过增大有用功来提高机械效率,符合题意;
方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重力,是通过减小额外功来提高机械效率,不符合题意;
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑,是通过减小额外功来提高机械效率,不符合题意。
故选方法一。
4.(1)匀速
(2)
(3) 大 无关
【详解】(1)实验过程中,应缓慢匀速拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动,使弹簧测力计示数稳定。
(2)第2次实验中测得滑轮组的机械效率为
(3)[1]分析1、2、3次实验的数据可知,提升的重物的重力依次增大,滑轮组的机械效率也依次增大,所以可得出结论: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。
[2]分析3、4次实验的数据可知,提升重物的重力相同,提升高度不同,机械效率相同,所以可得结论:滑轮组的机械效率与重物上升的高度无关。
5. 甲 83 越低 74%~83%
【详解】(1)[1]由表中第一组实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍,则滑轮组承重绳子的股数为3,由图示滑轮组可知,实验使用了图甲所示滑轮组。
(2)[2]由表中实验数据可知,第三次实验时,滑轮组的效率
(3)[3]由表中第1次和第2次实验的数据可知,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)[4]由表中实验数据可知,使用同一个滑轮组时,增加钩码的重,机械效率会变大,使用甲所示滑轮组做实验,钩码重力为4N、6N时,滑轮组效率分别为74%、83%,则用甲所示滑轮组提升5N钩码时,滑轮组效率应大于74%而小于83%。
6. 匀速 乙 变低 0.3 83.3℅ 使用同一滑轮组,物体越重,机械效率越高
【详解】(1)[1]在实验中,为了准确测量拉力的大小,需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码匀速上升,这样,拉力的大小就等于弹簧测力计的示数,且拉力的大小保持不变。
(2)[2]观察表格中的数据,我们可以看到第2次实验中,绳端移动的距离s是钩码上升高度h的4倍,即s=4h,根据滑轮组的工作特点,可以知道这是由4段绳子承担动滑轮和重物的重力的情况,因此,第2次实验是用乙图所示装置做的实验。
(3)[3]通过比较第1次和第2次实验的数据,我们可以看到两次实验都是提升相同的重物,但第2次实验使用的动滑轮个数更多(或动滑轮质量更大),这说明,在提升相同重物时,使用不同的滑轮组(动滑轮个数越多或动滑轮质量越大),滑轮组的机械效率将越低。
(4)[4]第3次实验,由于使用的是与第1次实验相同的装置,因此绳端移动的距离s与钩码上升的高度h的关系仍然是
s=nh=3×0.1m=0.3m
[5]机械效率为
(5)[6]比较第1次和第3次实验,我们可以看到两次实验使用的滑轮组是相同的,但第3次实验提升的钩码更重,然而,第3次实验的机械效率却高于第1次实验,这说明:使用同一滑轮组,物体越重,机械效率越高。
7.(1)绳端移动距离s/cm
(2) 0.2 0.3 动滑轮上升时,需要对动滑轮做功
(3) 有用 比值
(4)增加物体的重力
【详解】(1)由图可知,由三段绳子承担重物,则绳端移动距离
s=3h
根据表格数据可知,物体上升高度
h=10cm
而最后一列为30,所以最后一列为绳端移动距离s/cm。
(2)[1]第一组数据中,动滑轮对重物所做的功
[2]拉绳所做的功
[3]由于动滑轮上升时,需要对动滑轮做功,还需要克服绳重和摩擦做功,所以拉绳所做的功和动滑轮拉重物做的功不相等。
(3)[1]由于将重物提升一定高度所做的功是实验中必须做的功,所以叫做有用功。
[2]由于有用功在总功中占得比值为机械效率,所以将这两个功的比值叫作机械效率。
(4)比较三次实验数据可知,物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以要想提高机械效率,可以在动滑轮重力不变时,增加物体的重力。
8. 0.75 80% 无关 ①④⑤
【详解】(1)[1]对于第1、2和3组实验,都只用到了一个定滑轮和一个动滑轮。由于绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍,我们可以推断出滑轮组有3段绳子承担着物重。因此,绳子的绕法应该是从动滑轮开始,绕过定滑轮,再回到动滑轮,最后固定在定滑轮上。这样,当动滑轮上升时,绳端就会移动3倍的距离。具体的绕法如图所示:
(2)[2]对于第3次实验,已知物体上升的速度为0.1m/s,n=3,绳端移动的距离是物体上升高度的3倍,所以绳端移动的速度也是物体上升速度的3倍,即
v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力的功率可以通过公式
得
P=Fv=2.5N×0.3m/s=0.75W
[3]第3次实验的滑轮组的机械效率
(3)[4]第2次实验的滑轮组的机械效率
通过比较第2次和第3次实验的数据,我们可以发现,虽然重物被提升的高度不同,但滑轮组的机械效率却相同。这说明滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关。
(4)[5]要提高滑轮组的机械效率,我们可以从有用功和额外功两个方面来考虑。有用功是提升重物所做的功,与重物的重力和提升的高度有关。额外功是克服滑轮重力和摩擦力所做的功,与滑轮的重力和摩擦力有关。
①增大物体的重力,可以增大有用功,从而提高机械效率。故①符合题意;
②增大物体上升的高度,虽然可以增大有用功,但也会增大总功,且两者增大的比例相同,所以机械效率不变。故②不符合题意;
③使用更加省力的绕线方法,如果考虑绳子的重量,会增加绳子的段数,从而增加额外功,降低机械效率。故③不符合题意;
④使用质量更小的动滑轮,可以减小额外功,从而提高机械效率。故④符合题意;
⑤减小滑轮转动轴间的摩擦,也可以减小额外功,从而提高机械效率。故⑤符合题意。
故选①④⑤。
9. 匀速 3 甲 4 乙 = > 使用不同滑轮组提升相同重物时,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 0.3 83.3% 重
【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,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小。
(2)[2][3]由表格中的数据可知,第1次实验中的,即由三段绳子拉着动滑轮,故图中的甲图是该实验的装置。
[4][5]第2次实验中的,即由四段绳子拉着动滑轮,故图中的乙图是该实验的装置。
(3)[6][7][8]由第1次实验和第2次实验的数据可知,两次实验提升的重物,机械效率;造成两次机械效率有这样关系的主要原因是动滑轮的个数是不同的,动滑轮个数越多,机械效率越低,即使用不同滑轮组提升相同重物时,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)[9][10]由表中第1次实验数据可知,绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍,第三次实验使用同样的装置,则第3次实验绳端移动距离
机械效率
(5)[11]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,物体重力越大,即增大物体的重力大小,可以提高滑轮组的机械效率。
10.(1) 匀速 15
(2) 动滑轮 小
(3) 20 12.5
【详解】(1)[1]当匀速拉动钩码时,弹簧测力计的示数大小才能保持不变,物体受力才能平衡。
[2]图中动滑轮上绕有两股绳子,所以钩码上升高度是拉力移动距离的一半,即
(2)[1][2]由图乙可知,纵轴表示机械效率,横轴表示动滑轮重,可以看出动滑轮越重,图像所示曲线越靠近横轴,则机械效率越小。
(3)[1]由图可知,此时机械效率为80%,因此
将G动=5N带入,解得
[2]此时弹簧测力计的示数表示拉力的大小,则弹簧测力计的示数为
11. 竖直 甲 74.1% 高 1、4 C
【详解】(1)[1]为了使距离测量数据准确,实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
(2)[2]第3次实验s=3h,说明实验中有3段绳子拉着物体,所以是甲图做的。
[3]第3次滑轮组机械效率
轮组机械效率为74.1%。
(3)[4]分析第1、2、3次实验数据知绳子的段数相同,说明3次实验是用同一滑轮组做的,只是改变了物体的重力,故可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,钩码越重,滑轮组的机械效率越高。
[5]要探究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系,需要控制物体的重力相同,同一滑轮组,只是改变绳子的段数,实验1、4符合题意。
(4)[6]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。
12. 匀速 丙 1、3 减轻动滑轮重力、机械加润滑油
【详解】(1)[1]为了准确测出滑轮组的机械效率,应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
(2)[2]在第四次实验中,s=0.5m,h=0.1m,由s=nh可得n=5,即承担物重的绳子股数n=5,所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
(4)[3]1、3两次实验,s=0.3m,h=0.1m,由s=nh可得n=3,使用同样的滑轮组,即使用的甲、乙两图,通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,得出结论:同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高。
(6)[4]减轻动滑轮重力,在提升相同重物、提升相同高度时,减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率;由实验得出的结论可知,增大提升的物体重力,可以提高滑轮组的机械效率;机械加润滑油,在提升相同重物、提升相同高度时,减小额外功,而有用功不变,总功减小,有用功与总功的比值增大,提高了滑轮组的机械效率。
13. 竖直 0.01 78.4% 2.4 C
【详解】(1)[1]测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体处于平衡状态,弹簧测力计示数等于拉力大小。
(2)[2]第一次实验中,克服绳子重力和摩擦力的额外功为
(3)[3]①的数值是
[4]弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,即表格中编号②的数值是2.4N。
(4)[5]多次改变提升的物重测滑轮组的机械效率,目的是为了获得多组数据归纳出物理规律,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
14.(1)匀速竖直向上
(2)被提升物体的重力
(3) 越大 见解析
(4) 低 A
【详解】(1)实验中要匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高。此时钩码做匀速直线运动,受力平衡,弹簧测力计的示数稳定且等于拉力的大小。
(2)分析实验数据可知,同一滑轮组,钩码重(被提升物体的重力)不同,机械效率不同。同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力(钩码重)有关。
(3)[1][2]ΔW=W总-W有-W动,其中ΔW是克服绳重和摩擦所做的额外功。当钩码重力越大,绳子受到的拉力越大,绳与滑轮间的摩擦力越大;而绳子移动的距离(弹簧测力计上升距离)不变,根据W=fs,克服摩擦做的功越多,因此ΔW越大。
(4)[1]被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,额外功(克服动滑轮重力的功)越多,有用功不变,总功W总=W有+W额越大,由可知,机械效率越低。
[2] 由图象可知当G动=4N时,η=75%,若不计绳重和滑轮轴处摩擦,根据
故有
解得G物=12N。
根据,当机械效率不变时,若考虑绳重和滑轮轴处摩擦,额外功会变大,则有用功也会变大,当物体提升高度不变时,物体的重力会变大,即物重应大于12N,故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
15.(1)匀速
(2)丙
(3)
(4) 无关 动滑轮重
(5) 摩擦 偏大
(6)C
【详解】(1)实验时,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,读数更稳定。
(2)分析第4次实验数据,可以看出绳端移动距离s是钩码上升高度h的5倍,即,这说明承担物重的绳子段数为5段,因此第4次实验是用图丙所示装置来完成的。
(3)第3次实验时,拉力所做的有用功
拉力所做的总功
该滑轮组的机械效率是
(4)[1]通过比较1、2两次实验数据可得出:使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
[2]通过比较3、4两次实验数据,物重相同,提升高度相同,动滑轮重不同,可得出:滑轮组的机械效率高低与动滑轮重有关。
(5)[1][2]弹簧测力计静止时不会克服摩擦做功,此时所测得的拉力偏小,这个想法是不合理的,没有考虑到摩擦的影响,如果这样做,根据机械效率公式可知测得的机械效率将偏大。
(6)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,其目的是获得多组数据,归纳出普遍规律,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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