机械效率相关实验专题（暑假作业）八年级物理新教材人教版

**基本信息** 聚焦机械效率实验全维度探究，通过控制变量法系统构建"测量-分析-推理"的科学探究体系，深度融合实验操作与结论论证。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |滑轮组效率|8个实验|匀速拉动测拉力/控制变量法分析影响因素/机械效率计算公式应用|从机械效率定义出发，通过改变物重、动滑轮数、绳段数构建影响因素逻辑链| |斜面效率|4个实验|斜面倾角与摩擦对效率的影响分析/额外功来源判断|基于有用功与总功关系，推导斜面倾斜程度、粗糙程度对机械效率的影响规律|

机械效率相关实验专题 1．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0.1％； (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 2．在“测量滑轮组机械效率”实验中，实验数据记录如下表所示。 实验次数 钩码所受的重力 钩码上升的高度 拉力 绳自由端移动的距离 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 4 4 20 1.5 60 88.9% (1)分析表中数据可知，是用___________（选填“甲”或“乙”）图所示滑轮组进行的实验。 (2)在第1次实验时，若忽略绳重和摩擦，动滑轮重为___________N。 (3)第2次实验所做的有用功是___________J。 (4)第3次实验滑轮组的机械效率是___________。（结果保留到0.1%） (5)如果用这个滑轮组提升重的物体，滑轮组的机械效率可能是___________（选填序号）。 A．93.1% B．88.5% C．87.9% (6)小李指出：可以通过增大提升物体的高度来增加有用功，从而提高机械效率。通过分析_________两次实验的数据可知小李的观点是错误的。 (7)实验结束后，在交流评估时，小李指出：实验过程中，边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定且不方便读数。为了方便读数，可以让弹簧测力计处于静止状态读数。同组的小红说该想法是错误的，原因是忽略了___________对滑轮组机械效率的影响。 3．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。 4．如图所示，“探究”小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据记录如下表。 次数 钩码重/N 钩码上升的高度/m 弹簧测力计示数 绳端移动的距离/m 机械效率 1 2 0.1 0.8 0.3 83.3% 2 4 0.1 1.5 0.3 ① 3 6 0.1 ② 0.3 90.9% 4 6 0.2 0.6 90.9% (1)实验时应沿________方向匀速拉动弹簧测力计，为了能准确测量绳子自由端的拉力，应该在弹簧测力计________（填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数。 (2)表格中编号①处的数据为________（计算结果保留到0.1%），编号②处的数据为________（如丙图所示）。 (3)第二次实验中，若3 s内钩码上升的高度为0.1 m，则拉力的功率为________。 (4)分析前3次实验数据发现：采用________的方法可以提高滑轮组的机械效率。 (5)分析第3、4次实验数据，发现滑轮组的机械效率与________无关。 (6)为提高滑轮组机械效率，可采取的措施有________（多选）。 A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加绳端移动的距离 5．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行的三次实验如图甲、乙、丙所示，实验数据记录如表所示。 次 数 重物所受的总重G/N 重物上升的距离h/cm 拉力 F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率/％ 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ★ 3 6 10 2.2 30 90.9 (1)表格中★处数据应为__________（计算结果精确到0.1％）。 (2)另一小组改变动滑轮所受的重力，提升同一重物多次实验，根据所测数据绘制出如图丁所示图像，分析可知，被提升重物所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）。 (3)根据所学知识可知，滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关，分析图丁中的A点可知，被提升物体所受到的重力一定 （填序号）。 A．小于40N B．等于40N C．大于40N 6．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据记录如表。 次数 钩码重G/N 钩码上升距离h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上升距离s/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 88.9% 3 6 10 30 (1)实验时，要竖直向上_______ 拉动弹簧测力计； (2)第3次实验中，弹簧测力计的示数如图，为________ N；机械效率为__________ （结果保留一位小数）； (3)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越_____ ； (4)若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则过程中做的额外功_______ ，滑轮组的机械效率_______ ；（均选填“增大”、“减小”或“不变”） (5)小明发现边拉动边读数时，弹簧测力计示数不稳定，若第3次实验中，弹簧测力计的示数是在拉动的过程中停下来读取的，这样测量________（选填“正确”或“不正确”）。 7．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：（若忽略绳重和摩擦） 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         ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 (1)表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； (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)根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A．71.6% B．82.4% C．92.1% D．100% (4)小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，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）； (5)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：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 8．小明和小组同学进行了“测量滑轮组的机械效率”的实验。 （1）利用如图所示的装置分别进行实验，将测得的实验数据记录在表中。 实验 序号 钩码重力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 4 0.2 1.8 0.6 74% 4 8 0.1 3.2 0.3 83% 5 8 0.1 2.5 0.4 （2）根据表格数据可知，第5次实验是用__________图装置进行实验的，该装置的机械效率为__________%；通过分析第1、2两次实验，可得出结论：使用相同滑轮组提升同一物体时，滑轮组的机械效率与绕绳方式__________；通过比较第2、4两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，滑轮组的机械效率越__________（选填“大”或“小”）； （3）为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，不可采取的措施有__________（填字母） A．减轻动滑轮重            B．增加所提物体            C．机械加润滑油            D．增加重物上升高度 9．小江同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时，采用如图所示“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组和“两个定滑轮、两个动滑轮”组成的滑轮组，实验记录如表所示： 实验序号 钩码重/N 钩码上升距离/cm 拉力/N 绳移动距离/cm 机械效率 1 3.0 10 1.6 30 62.5% 2 4.5 10 2.1 30 71.4% 3 6.0 10 2.6 30 76.9% 4 3.0 20 1.55 80 48.4% 5 4.5 20 1.9 80 59.2% 6 6.0 20 2.3 80 65.2% (1)实验时应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，弹簧测力计读数时应在_______（选填“静止”或“运动”）中读数。 (2)通过第2次数据可算出拉力做的总功为_______J。 (3)分析表中数据可以发现：使用同一滑轮组提升钩码，钩码重力变大，机械效率将_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (4)在第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验，发现弹簧测力计读数将_______，机械效率将_______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）； (5)某次实验时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，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． B． C． D． 10．如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 4 10 2.7 20 74.1% 2 4 10 1.8 30 74.1% 3 8 10 3.1 30 86.0% 4 8 10 2.5 40 (1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，若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)通过比较___________（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关； (3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________； (4)通过比较3、4两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___________；（不计绳重和摩擦） (5)若每个滑轮的质量为80g，第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J（不计绳重）。 11．小明和小华利用图示器材进行如下实验。 (1)在“探究定滑轮的特点”实验中，小明和小华按如图甲所示方式组装定滑轮。在绳的左端挂上钩码，右端竖直向下拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数，比较这个示数与___________关系；增加钩码的个数，重复上述步骤，这样做的目的是为了探究______________。 (2)接着，小明和小华又进行了“测滑轮组机械效率”的实验，一起组装好如图乙所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。 ①小明应该沿竖直方向_____拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升，并读出弹簧测力计的示数为2N，同时小华用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如表所示： 钩码重G/N 弹簧测力计提升的高度s/m 有用功W有用/J 总功W总/J 机械效率η 4 0.2 0.4 0.4 100% ②小明和小华测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，他们错误的原因是_________________。 ③该滑轮组的机械效率实际为__________%。（保留一位小数） ④在用滑轮组提升钩码过程中，额外功来自________和________。 ⑤若钩码重增加到6N，该滑轮组的机械效率将_______（变大/变小/不变）。 12．在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表一所示。 表一： 实验次序 钩码重力G/N 钩码上升高度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 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7% 2 4.0 0.1 1.7 0.3 0.4 0.51 78.4% 3 6.0 0.1 2.3 0.3 0.6 0.69 87.0% (1)分析表一中的数据，他的猜想是________（选填“正确”或“错误”）的； (2)小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表二所示。 表二： 实验次序 动滑轮个数 钩码重力G/N 绳端拉力F/N 钩码上升高度h/m 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 4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3% 5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5% 6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5% 分析数据可知：物体重力相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越___________（选填“大”或“小”）。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功___________有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑___________； (3)根据表二中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，那么将会出现的困难是___________，你的改进方法是___________； (4)分析表一中的数据可知：随着物体重力增加，额外功________（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是______________； (5)分析表二中的数据可知：若不考虑绳重及摩擦，实验中所选动滑轮的规格___________（选填“相同”或“不同”）。 13．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- 14．课外小组的同学“探究斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系”，实验装置如图所示，每次实验改变斜面倾斜程度，实验中同学们记录的测量数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 斜面高度h/cm 斜面的倾斜程度 斜面长s/cm 拉力F/N 机械效率η 1 2 10 较小 60 0.8 41.7% 2 较大 30 1.0 66.7% 3 更大 15 1.6 (1)由表中数据计算第三次实验斜面的机械效率3＝_________%（结果保留3位有效数字）。 (2)由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面提升同一物体时，斜面的机械效率跟斜面倾斜程度的关系是________。 (3)由表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越_________ （选填“高”或“低”），这是因为在此过程中，有用功_________（选填“相等”或“不等”），额外功_________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。 15．实验小组的同学用如图甲所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”，改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。 实验次数 斜面倾角 斜面高度 斜面长度 木块重力G/N 沿斜面拉力F/N 机械效率 1 0.6 1.2 5.0 4.2 60% 2 0.6 1.2 3.0 3.0 3 0.8 1.2 3.0 2.8 71% (1)实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由变为应将垫块向_________（选填“左”或“右”）移动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为_________％；木块所做额外功为_________J。 (3)第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与__________的关系；分析2次实验的数据，可知在其他条件一定时，__________。 (4)如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是__________. 16．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想： A．同一个斜面，所拉的物体越重，机械效率越高。 B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 为了验证自己的猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表所示。 实验次数 1 2 3 斜面倾角 30° 30° 42° 物重G物/N 3 5 3 拉力F/N 2.5 3.8 2.8 斜面高度h/m 0.6 0.6 0.8 斜面长度s/m 1.2 1.2 1.2 有用功W有用/J 1.8 3 2.4 总功W总/J 3 4.56 3.36 斜面机械效率η 60% 71% (1)在实验过程中，应沿斜面向上___________拉动物块。 (2)第2次实验中斜面的机械效率η=___________（结果精确到1%）。 (3)对比实验1、2的数据可以用来验证猜想___________（填字母序号）；细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功，你认为可能的原因是___________。 (4)请写出小明验证猜想B综合分析数据的过程：___________。 17．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。 (1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。 实验次数 滑轮材质 钩码重 提升的高度 有用功 拉力 绳端移动的距离 总功 机械效率 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% ①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码__________，机械效率越高； ②比较______和______两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关； ③第5次实验时利用了图__________的装置完成的，判断依据是__________； (2)小明利用图丙装置实验发现：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____________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率； (3)实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都不能________（选填“省力”或“省功”），其中运用的研究方法是( ) A．控制变量法　　B．理想实验法　　　C．转换法　　D．类比法 18．小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想： A、对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？ B、斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关； 为了验证自己的猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表： 实验次数 斜面倾角 物重G/N 拉力F/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 有用功 W有用/J 总功W总/J 斜面机械效率η ① 30° 3 2.5 0.6 1.2 1.8 3 60% ② 30° 5 4.2 0.6 1.2 3 5.04 ③ 42° 3 2.8 0.8 1.2 2.4 3.36 71% (1)在实验过程中，应沿斜面向上_______拉动木块；此时的绳子对物体的拉力和斜面对木块的摩擦力_______（选填“是”或“不是”）平衡力； (2)第②次实验中斜面的机械效率=_______； (3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想_______，细心的小明发现第②次实验中的额外功大于第①次实验中的额外功，你认为可能是由于________力变大的原因造成的； (4)对比①③两次实验数据，可初步得出的结论是_________。 19．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它条件一定时的实验数据。 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x/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 3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6% 4 最陡 12 0.6 10.2 1 70.6% 5 最陡 20 0.6 1 (1)沿斜面拉动木块时，应使木块做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”“变小”或“不变”），第1组物体所受摩擦力大小应该是___________N； (2)实验记录数据如下表，则第2次实验时斜面的机械效率为___________； (3)分析表中1、2、3数据可得该实验是探究___________（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时，___________；其中3、4组数据可以探究斜面机械效率与___________关系。 20．小亮想知道买药时用到的小杆秤在水平位置平衡需要满足什么条件呢？ (1)小杆秤实质是一个杠杆，提绳处是杠杆的________；小亮利用图乙的实验装置及若干相同的钩码进行探究； (2)实验前，杠杆静止时如图乙所示，此时杠杆________（选填“是”或“不是”）平衡状态；此时为使杠杆在水平位置平衡，应当将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，目的是便于测量________； (3)小亮用图丙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，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。已知，钩码总重为1.0N，实验中，弹簧测力计的示数为________N，钩码上升高度为0.1m，杠杆的机械效率为________%（精确到0.1%）。 21．小明同学利用杠杆进行实验： (1)杠杆静止时在如图甲所示位置，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向_______调；钩码挂在杠杆两端后，通过调节钩码的位置使杠杆仍在水平位置平衡，这样的好处是_______。 (2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，杠杆将_______（选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。保持左侧钩码个数及位置不变，多次改变右侧钩码个数及位置，收集数据并在坐标系中绘出动力臂与动力的关系图像如图丙所示，由图像可知：图像中每个点与两坐标轴围成的面积是_______（选填“相等”或“不相等”）的。 (3)如图丁所示，取下B位置钩码，改用弹簧测力计在C点拉，当弹簧测力计由位置1转至2的过程中，杠杆始终在水平位置保持平衡，测力计的示数变化情况是_______。 (4)小明测量杠杆的机械效率实验装置如图戊所示，实验时竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。如果仅将拉力作用点由B移至C，两次都将钩码移动相同高度，不计摩擦，此杠杆的机械效率将_______。 22．小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。 (1)如图A所示，实验前，杠杆右端上翘，则应将左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；实验时如图B，把杠杆调至水平位置平衡，目的是______； (2)图C实验中，已知杠杆上每个小格长度为，每个钩码重为0.5N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数等于______N； (3)图D实验中，弹簧测力计挂在点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升； a.实验中，将一个质量为的钩码悬挂在点，匀速将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计示数为，钩码上升高度，弹簧测力计移动距离，则杠杆的机械效率：______（用字母表示） b.取下质量为的钩码，将一个质量为2m的钩码悬挂在点，匀速提升相同的高度，杠杆的机械效率为，则______；（＜/=/＞） c.若将同一物体分别悬挂在A、B两点，匀速提升相同的高度，杠杆机械效率分别为和，则______；（＜/=/＞） d.若将同一物体悬挂在点，弹簧测力计分别挂在点和点时，竖直向上匀速使物体提高相同高度时，杠杆的机械效率分别为和，则______。（＜/=/＞） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《机械效率相关实验专题》参考答案 1．(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。 2．(1)甲 (2)0.4 (3)0.4 (4)90.9% (5)A (6)2，4 (7)摩擦力 【详解】（1）根据表格中数据，绳自由端移动的距离s是钩码上升高度h的3倍，即s=3h，说明滑轮组承担重物的绳子段数n=3。观察甲图中滑轮组承担重物的绳子段数n=3，乙图中滑轮组承担重物的绳子段数n=2，所以是用甲图所示滑轮组进行的实验。 （2）在忽略绳重和摩擦时，根据公式，由第 1 次实验数据，n=3，F=0.8N，G=2N，可得 （3）第 2 次实验中G=4N，h=10cm=0.1m，则 （4）第 3 次实验所做的有用功 总功 机械效率 （5）由表格数据可知，同一滑轮组，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高。第 3 次实验提升6N物体时机械效率约为90.9%，当提升7N的物体时，机械效率会比90.9%更高，所以可能是93.1%，故 A符合题意。 （6）小李指出可以通过增大提升物体的高度来增加有用功，从而提高机械效率。分析 2、4两次实验的数据，第2 次实验钩码重4N ，提升高度10cm ，机械效率为88.9% ；第4次实验钩码重4N ，提升高度20cm，机械效率仍为 88.9%，说明在物重相同的情况下，改变提升高度，滑轮组的机械效率不变，可知小李的观点是错误的。 （7）当弹簧测力计处于静止状态读数时，忽略了摩擦力对滑轮组机械效率的影响。因为在实际拉动过程中，绳子与滑轮之间存在摩擦力，克服摩擦力做的功是额外功的一部分，静止时没有考虑这部分额外功，会使测量的机械效率偏大。 3．(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。 4．(1) 竖直 缓慢匀速提升 (2) 88.9% 2.2 (3)0.15 (4)增加所提物体重力 (5)提升的高度/绳端移动的距离 (6)ABC 【详解】（1）[1]实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 [2]为了能准确测量绳子自由端的拉力，应该在弹簧测力计 缓慢匀速提升 时读数（因为在静止时，摩擦力会影响读数，不真实反映匀速拉动的力）。 （2）[1] [2] 由图可知，测力计分度值为0.2N，指针指向0.2N，故示数为2.2N。 （3）第二次实验中，因为钩码上升高度，而绳子段数n=3，所以绳端移动距离为 那么拉力做的总功为 因此拉力的功率为 （4）前3次实验中，钩码重力逐渐增大，有用功占总功的比例提高，机械效率也随之提高。所以采用增加所提物体重力的方法可以提高滑轮组的机械效率。 （5）第3、4次实验中，钩码重力相同，提升高度不同，但机械效率均为90.9%。说明滑轮组的机械效率与提升的高度（或绳端移动的距离）无关。 （6）A.减少动滑轮自重带来的额外功可以提高机械效率，故A符合题意； B.增加所提物体重，会增大有用功占比，提高机械效率，故B符合题意； C.机械加润滑油，会减小摩擦，减少额外功，提高机械效率，故C符合题意； D.增加绳端移动的距离，不影响有用功和总功的比例，机械效率不变，故D符合题意。 故选ABC。 5．(1)88.9% (2)低 (3)C 【详解】（1）表格中★处数据应为 （2）由图丁中的图像可知，被提升重物所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （3）不计摩擦力时，由 解得提升物体所受到的重力。 实际存在绳重和摩擦，额外功更大，要仍达到，物重要大于 40N。 故选C。 6．(1)匀速 (2) 2.2 90.9% (3)高 (4) 增大 不变 (5)不正确 【详解】（1）在实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 （2）[1]如图所示，弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置可以知道其示数为2.2N。 [2]第3次实验中，拉力的总功为 有用功 滑轮组的机械效率为 （3）由表中实验数据可知，1、2、3次实验提升重物依次增加，滑轮组的机械效率越来越高，可得实验结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （4）[1]若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，绳端移动的距离也增大，动滑轮的重和摩擦力大小都不变，移动的距离增加，根据和可知，过程中做的额外功会增大。 [2]拉力和物体的重力大小不变，拉力移动距离仍是物体移动距离的3倍，根据机械效率公式可知，滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关，故机械效率不变。 （5）真实的机械效率应在滑轮组匀速竖直提升重物时测量，此时系统处于动态平衡状态，拉力能准确反映包括克服摩擦、绳重和动滑轮重在内的全部额外功。所以静止时测量滑轮组的机械效率不正确。 7．(1)88.9% (2)物重 (3)C (4)越大 (5)18 【详解】（1）第2次实验的机械效率 （2）三次实验使用同一滑轮组，动滑轮重力不变，仅改变钩码重力，机械效率随钩码重力增大而提高。故同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。 （3）从实验数据看，钩码的重力越大，机械效率越高，钩码的重力为6N时，效率为，则当钩码的重力为8N时，机械效率应高于，故选C。 （4），主要是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的拉力越大，摩擦力也越大，因此越大。 （5）动滑轮重力为时，，忽略绳重和摩擦时，机械效率公式为： 则物体重力 8． 丁 80 无关 大 D 【详解】（2）[1]第5次实验中，根据滑轮组的绳子承重股数公式可得，承担物重的绳子段数 四个图中只有丁图的绳子段数为4段，因此第5次实验用丁图装置。 [2]第5次实验的机械效率为 [3]分析1、2两次实验结论可知，1、2两次实验提升物重、动滑轮重力都相同，仅绕绳方式不同，最终机械效率相同，因此可得：滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。 [4]分析2、4两次实验结论可知，2、4两次实验使用相同滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越高，因此可得：使用相同滑轮组提升物体时，物体越重，机械效率越大。 （3）[5]A．减轻动滑轮重力，可减少额外功，提高机械效率，故A不符合题意； B．增加提升物体重力，有用功占总功的比例增大，机械效率提高，故B不符合题意； C．加润滑油减小摩擦，减少额外功，可提高机械效率，故C不符合题意； D．根据可知，滑轮组机械效率和重物上升高度无关，增加重物上升高度不能提高机械效率，不可行。故D符合题意。 故选D。 9．(1) 匀速 运动 (2)0.63 (3)变大 (4) 变小 变小 (5)B 【详解】（1）[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，应沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 [2]要在拉动的过程中读数，若在静止时读数，则会忽略摩擦对滑轮组机械效率的影响。 （2）通过第2次数据可算出拉力做的总功 （3）分析表格中1、2、3三组数据，钩码重力变大，机械效率也变大；再分析表格中4、5、6三组数据，钩码重力变大，机械效率也同样变大。 （4）将表格中1和4、2和5、3和6几组数据进行分析，提升同样的钩码，第二次实验的弹簧测力计读数将变小，机械效率也变小。 （5）不计绳子重及摩擦，拉力F与钩码重记为G、动滑轮重记为的关系是 绳自由端移动距离s与钩码提升高度h的关系是 又因为额外功 所以机械效率也可表示为 故选B。 10．(1) 刻度尺 匀速直线 偏小 (2)1、2 (3)80.0% (4)低 (5)0.04 【详解】（1）[1]在测量滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺，弹簧测力计测量力的大小，刻度尺测量钩码上升高度和绳端移动距离等。 [2]实验中要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 [3]如果在实验过程中加速向上提升物体，所用的拉力就会偏大，在其他条件不变的情况下，计算出来的总功就会偏大，所测得的机械效率会偏小。 （2）比较1、2次实验，用相同滑轮提升同一重物，这两次绕绳方式不同，这两次机械效率是相同的，说明滑轮组机械效率与绕绳方式无关，或者说，用相同滑轮提升同一重物，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 （3）第4次实验中滑轮组的机械效率 （4）从表格数据可以知道，第3次实验滑轮组分担物重的绳子段数，第4 次实验滑轮组分担物重的绳子段数。不计绳重和摩擦的情况下，由可得，第3次实验所用动滑轮重 第4次实验动滑轮重 比较3、4两次实验数据，不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （5）第4次有用功 第4次总功 第4次额外功 第4次实验绳子承重段数等于4，即应用图丁滑轮组，则动滑轮的总质量 第4次所用动滑轮重 第4次克服动滑轮做的额外功 在不考虑绳重的情况下，额外功包括克服动滑轮做的功和克服摩擦做的功，所以第4次克服摩擦做的额外功 11．(1) 钩码重力 探究定滑轮是否省力 (2) 匀速 绳子自由端移动的距离应该是0.3m，不等于0.2m 66.7 摩擦 绳重和动滑轮自重 变大 【详解】（1）[1][2]根据题意知道，应使钩码保持平衡状态，然后读取弹簧测力计的示数，再比较这个示数与钩码的重力的关系；通过改变钩码个数，再重复上述步骤，这样做的目的是为了探究定滑轮是否省力。 （2）[1]根据二力平衡知识，只有竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计时，拉力才等于弹簧测力计的示数，所以应该沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 [2]由图乙知道承担物重的是3段绳子，即，故绳子自由端移动的距离应该是0.3m，不等于0.2m，所以是弹簧测力计提升的高度出现了错误。 [3]根据题意 则拉力做的总功为 滑轮组的机械效率 [4]在用滑轮组提升钩码过程中，额外功来自摩擦和绳重和动滑轮自重。 [5]若被提升的物重变大，由于同一滑轮组，额外功基本不变，有用功变大，所以有用功在总功中所占的比值变大，机械效率变大。 12．(1)错误 (2) 小 大于 尽量减小额外功 (3) 绳端移动距离过大 减小钩码提升的高度 (4) 不变 动滑轮重力和上升高度均不变 (5)不同 【详解】（1）根据表一中的数据，同一个机械，第1~3次实验中，随着提升物体钩码的重力改变，其机械效率也在改变，所以猜想错误。 （2）[1]分析表二中的数据可知，第4~6次实验中，提升物体的重力相同，动滑轮个数越来越多，绳端拉力越来越小，而机械效率越来越小。 [2]第4~6次实验中，由总功减去有用功，可得额外功分别为0.24J、0.72J、1.44J，额外功越来越大，第6次实验的额外功1.44J>1.2J，出现额外功大于有用功的情况。 [3]设计一个机械模型时，要考虑省力，但是由上问分析可知，省力越多，额外功越大，甚至会出现额外功过大，大于有用功的情况。因此为了使机械更加高效节能，设计时也要考虑尽量减小额外功。 （3）[1]根据表二中的数据，第4~6次实验中，随着动滑轮个数越来越多，绳端移动距离s越来越大。由于拉动细绳方向是竖直向上，再增加滑轮，绳端移动距离s将达到1.6m，绳端竖直向上移动的太高，已经不便于在实验室内操作。 [2]由 可知，滑轮组的机械效率与钩码提升的高度无关，为了便于操作，可以减小钩码提升的高度。 （4）[1]分析表一中的数据，第1~3次实验中，由总功减去有用功，可得额外功分别为0.10J、0.11J、0.09J，考虑误差因素，额外功大小相同，因此同一个机械，随着物体重力增加，额外功不变。 [2]因该机械做的有用功为将物体提升到一定高度，则额外功为将动滑轮也提升到此高度。因动滑轮重力和上升高度均不变，故额外功不变。 （5）分析表二中的数据，第4~6次实验中，绕过动滑轮的绳子股数n分别为2、4、6，由 算出动滑轮的总重分别为1.2N、3.6N、7.2N，则第4~6次实验中所选动滑轮的单个重力分别为1.2N、1.8N、2.4N，因此规格不同。 13．(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。 14．(1)83.3 (2)斜面的倾斜程度越大，斜面机械效率越高 (3) 低 相等 增加 【详解】（1）第三次实验斜面的机械效率 （2）由图中数据可知：斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 （3）[1]表中数据分析可知：用粗糙程度相同的斜面把同一物体提升相同高度时，拉力越小，斜面的机械效率越低。 [2][3]同一物体提升相同高度，所以有用功相等，拉力越小，斜面越长，克服摩擦力做功越多，即额外功增加。 15．(1)左 (2) (3) 物体重力 物体重力越大，斜面的机械效率越高 (4)能使木块所受拉力的方向与斜面平行 【详解】（1）斜面的倾角靠长木板下面的木块左右移动来改变，木块向左移动倾角变大，木块向右移动倾角变小。 （2）[1]第2次实验斜面的机械效率 [2]拉力做功为 物块重力做功为 木块所做额外功为 （3）[1]对比实验1、2数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系。 [2]分析数据可知：在其他条件一定时，木块的重力越大，斜面的机械效率越高。 （4）利用滑轮改变了一下绳子的方向，使木块所受拉力的方向与斜面的方向始终平行，使示数更加准确稳定，读数时也更方便。 16．(1)匀速直线 (2)66% (3) A 摩擦力增大 (4)选择1、3进行比较，且斜面倾角越大，机械效率越高 【详解】（1）为了保证弹簧测力计的示数稳定，应沿斜面向上匀速直线拉动木块。 （2）第2次实验中斜面的机械效率 （3）[1]对比1、2两次实验的数据，控制的是斜面倾角相同，改变的是物体的重力，因此，是探究斜面的机械效率与物体重力的关系，即验证的是猜想A。 [2]沿着斜面拉物体时，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，由表中1、2两次的数据可知，1、2两次斜面的倾角不变，第2次物体的重力大于第1次物体的重力，因此，第2次物体对斜面的压力大于第1次物体对斜面的压力，由滑动摩擦力的影响因素可知，第2次物体受到斜面的摩擦力大于第1次物体受到斜面的摩擦力，由可知，第2次的额外功大于第1次的额外功。 （4）[1]要验证猜想B，即验证“斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关”，根据控制变量法可知，需控制物重不变，改变斜面的倾角，所以分析对比1、3两次实验，对比1、3两次实验的数据，控制的是物体的重力相同，改变的是斜面倾角，且斜面倾角越大，机械效率越高。 17．(1) 越重 2 3 乙 绳端移动的距离等于钩码提升的高度 (2)减小接触面粗糙程度 (3) 省功 B 【详解】（1）[1]在实验1和2中，滑轮材质相同，大小相同，则动滑轮重相同，滑轮组相同。提升钩码的重力不同，实验2中钩码更重，机械效率更高。所以在所用滑轮组一定时，提升的钩码越重，机械效率越高。 [2][3]要探究机械效率与提升钩码高度的关系，需要控制滑轮组、钩码重力相同，改变提升钩码的高度。实验2和3中，钩码重相同，提升钩码的高度不同，但机械效率相同。所以比较2和3两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。 [4][5]第5次实验中，绳端移动的距离等于钩码提升的高度，即s=h，说明使用的是定滑轮。图乙是定滑轮装置，图甲是滑轮组装置。所以第5次实验时利用了图乙的装置。 （2）减小摩擦的方法有很多，保持斜面倾斜程度不变，可以采用减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。 （3）[1][2]额外功越小，总功越接近有用功。假设没有额外功，总功等于有用功。但使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以使用任何机械都不能省功。这里从额外功对机械效率的影响，推理到没有额外功的理想情况，运用的研究方法是理想实验法，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 18．(1) 匀速直线 不是 (2)60% (3) A 摩擦 (4)用同一斜面提升同一重物时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高 【详解】（1）[1]在测斜面机械效率时，为了准确测量拉力F，应沿斜面向上匀速直线拉动木块，这样弹簧测力计示数稳定。 [2]对木块受力分析，木块受到竖直向下的重力，垂直斜面的支持力，沿斜面向上弹簧测力计的拉力，以及沿斜面向下的摩擦力，木块在四个力的作用下处于平衡状态，虽然拉力和摩擦力在同一直线上，作用在同一物体上，方向也相反，但是大小不相等，所以不是平衡力。 （2）由表可知，第二次实验中，有用功，总功，则机械效率 （3）[1][2]①②斜面倾角相同（），物重不同（3N与5N），是探究机械效率与物重的关系，对应猜想A。 额外功主要是克服摩擦力做功，。 ①的额外功： ②的额外功： 可知额外功变大，这是因为物重增加，对斜面压力变大，导致摩擦力变大，所以额外功增加。 （4）①③中物重相同（3N），斜面倾角不同（与），机械效率①60%，③71%，说明倾角增大，机械效率提高。所以可初步得出结论：在物重一定时，使用同一斜面提升物体，斜面倾角越大，机械效率越高。 19．(1) 匀速直线 变大 3.5 (2)57.1％ (3) 小聪 斜面越陡，机械效率越大 物块重力 【详解】（1）[1]沿斜面拉动木块时，为了使木块受到的拉力不变，应使木块做匀速直线运动。 [2]木块沿斜面向上做匀速直线运动时，质量不变，速度不变，高度升高，则木块的动能不变，重力势能变大，机械能等于动能与重力势能的总和，则该过程中木块的机械能变大。 [3]由表格中数据得，第1组拉力做的总功为 W总＝Fs＝5.5N×1m＝5.5J 有用功为 W有＝Gh＝10N×0.2m＝2J 额外功为 W额＝W总－W有＝5.5J－2J＝3.5J 摩擦力做的功为 （2）第2次实验时斜面的机械效率为 （3）[1][2]分析表中1、2、3数据可得，物块重力相同时，斜面越陡，机械效率越大，可得结论：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越大，则该实验是探究小聪的猜想。 [3]由3、4组数据得，其他条件相同时，物块重力不同，斜面机械效率相同，说明斜面机械效率与物体重力无关。 20．(1)支点 (2) 是 右 力臂 (3) 0.5 66.7 【详解】（1）在杠杆中，支点是杠杆绕着转动的固定点。小杆秤在使用时，绕着提绳转动，所以提绳处是杠杆的支点。 （2）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时都处于平衡状态，图乙中杠杆静止，所以此时杠杆是平衡状态。 [2]由图乙可知，杠杆左端下沉，右端上翘，根据杠杆“左高左调，右高右调”，为使杠杆在水平位置平衡，应当将平衡螺母向右调节。 [3]使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂，因为此时力臂与杠杆重合，可直接从杠杆上读出力臂的大小。 （3）[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为0.5N。 [2]已知，当钩码上升高度为0.1m，根据相似三角形的关系可知，弹簧测力计上升的高度为0.3m，则杠杆的机械效率为 21．(1) 平衡 右 便于测量力臂 (2) 右端下沉 相等 (3)先减小后增大 (4)不变 【详解】（1）[1][2][3]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态，由图甲可知，杠杆静止，处于平衡状态；如图甲，杠杆左端下沉，杠杆的右端上翘，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节，使杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离等于力臂，这样便于测量力臂。 （2）[1]设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，如图乙所示，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，杠杆的左端力和力臂的乘积为3G×L=3GL 杠杆的右端力和力臂的乘积2G×2L=4GL 因为3GL<4GL 所以杠杆右端下沉。 [2]实验中保持左侧钩码个数及位置不变，即阻力乘以阻力臂是个定值，根据杠杆平衡条件可知，动力臂L1与动力F1的乘积相等，即图像中每个点与两坐标轴围成的面积相等。 （3）由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数先减小后增大。 （4）用杠杆提升钩码时，对钩码做的功为有用功，因为两次都将钩码移动相同高度，且钩码的重力不变，所以对物体所做的有用功不变，不计摩擦，用杠杆提升钩码时，克服杠杆自身重力做的功为额外功。如果仅将拉力作用点由B移至C，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆重心上升的高度h不变，根据W额=G杠h可知所做的额外功不变，根据W总=W有+W额可知总功不变，由可知杠杆的机械效率不变。 22．(1) 右 便于测量力臂 (2)3 (3) ＞ ＜ = 【详解】（1）[1][2]调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。 （2）当弹簧测力计与水平方向成30°角，动力臂长度为 根据杠杆平衡条件：F1×L1=F2×L2得 所以F1=3N。 （3）[1]在实验过程中，有用功是W有用=Gh，总功是W总=Fs，所以杠杆的机械效率是 [2]使用杠杆时，做的额外功主要是提升杠杆做的，两次做功时将同一杠杆提升相同的高度，做的额外功是相同的，而第二次是把质量较大的物体提升相同的高度，做的有用功增加了，根据 可知，第二次的机械效率大于第一次的。 [3]把同一物体分别挂在不同的点上，将物体提升相同的高度，两次做的有用功是相同的；但杠杆升高的高度不同，将物体挂在B点时，杠杆整体提升的高度小于将物体挂在A点时，即将物体挂在B点时做的额外功少，根据 可知，将物体挂在B点的机械效率大。 [4]将同一物体分别提升相同的高度，做的有用功是相同的；测力计挂在不同位置上，是测力计对杠杆的拉力不同、测力计升高的高度不同。但两次杠杆升高的高度是相同的，即做的额外功是相同的，在有用功和额外功相同的情况下，根据 可知，两次的机械效率相同。 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 $