期末物理专项(实验题)复习:简单机械及机械效率实验-2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-06-19
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十二章 简单机械 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 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 | 1.17 MB |
| 发布时间 | 2026-06-19 |
| 更新时间 | 2026-06-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58415881.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦简单机械及机械效率实验,通过18道题构建“概念-计算-探究”体系,融合科学探究与科学思维,强化实验操作与变量控制能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|滑轮组机械效率|15题|η=Gh/Fs计算、控制变量法(物重/动滑轮重/绕法)、匀速拉动与误差分析|从有用功/总功概念出发,推导机械效率公式,探究物重、动滑轮重等对效率的影响,形成“公式应用-因素分析-操作规范”链条|
|斜面机械效率|3题|斜面倾斜程度影响探究、测量工具选择(测力计/刻度尺)|延伸简单机械应用,通过斜面高度与长度关系,拓展机械效率在实际场景中的分析,体现物理观念的应用|
内容正文:
期末专项(实验题)复习:简单机械及机械效率实验-2025-2026学年人教版物理八年级下册
1.小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,利用如图所示的滑轮组进行了四次测量,测得数据如下表所示:
次序
钩码所受的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
1.0
0.2
0.8
0.8
31.25%
3
2.0
0.1
1.2
0.4
41.67%
4
3.0
0.1
1.5
0.4
(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时,滑轮组的机械效率η=___________;
(2)根据实验数据,结合所学知识分析可知,以下选项中不是影响滑轮组机械效率因素的是___________。
A.物体的重力 B.绳子与滑轮之间的摩擦 C.物体上升的高度
2.某小组在“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。
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
1.8
0.3
74%
2
4
0.1
2.7
0.2
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
(1)比较1和3两次实验得出结论:同一滑轮组,钩码重量越大,___________;
(2)实验中应沿竖直方向___________缓慢拉动弹簧测力计,某同学在该实验中测力计处于静止状态下测量了拉力大小,所测滑轮组的机械效率会___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
3.结合如图所示的滑轮组的实验装置,回答下列问题:
(1)实验时要竖直向上_________拉动弹簧测力计,由图可知,拉力大小为_________N;
(2)若钩码上升的高度为10cm,则绳子自由端移动的距离为_________m。
4.某实验小组在测滑轮组机械效率时,实验装置如下图,实验中得到的数据如下表所示。
(1)通过表中数据可分析出实验1是用______(选填“甲”或“乙”)图做的实验;
(2)表格中空白处应补全的数据为______(百分号前保留整数);
次数
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
1.4
2.4
绳端移动距离s(m)
0.3
0.5
0.3
机械效率
74%
57%
(3)通过实验1和实验2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,滑轮组的机械效率______;
(4)比较实验1和实验3的数据分析可得结论:使用同一滑组,______,可以提高滑轮组的机械效率。
5.某同学测量滑轮组的机械效率,如图所示,正确实验后,测出的数据如下表:
物理量
实验1
实验2
钩码所受总重力G/N
5
5
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
绳端拉力F/N
2.0
1.8
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
83.3%
69.4%
(1)通过分析表中数据可知,实验2获得的数据是使用________(选填“甲”或“乙”)图所示装置获得的。
(2)对比实验1和实验2的数据,可以得出不同滑轮组提升相同重物时,________。
6.小明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,这引发了小明对斜面的兴趣。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。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是________、________。
(2)请设计出实验数据记录表。
7.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%
8.小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中,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
1.0
0.3
66.7%
2
2.0
0.2
1.0
0.6
66.7%
3
2.0
0.3
1.0
0.9
66.7%
4
3.0
0.3
1.4
0.9
71.4%
5
4.0
0.3
1.8
0.9
(1)利用甲图的滑轮组进行实验,要测量绳子自由端所受的拉力,应在弹簧测力计______(选填“保持静止”或“匀速上升”)时读数;
(2)表中的实验数据是利用______(选填“甲”或“乙”)图所示的滑轮组测得的:第5次实验测得的滑轮组机械效率是______(保留一位小数);
(3)分析表中数据,可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度______,与所提升物体的重力大小______;(均选填“有关”或“无关”)
(4)采用甲滑轮组进行实验,若弹簧测力计没有竖直向上拉,测得的机械效率将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.小张同学在探究斜面的机械效率实验中,将重5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端,移动1m(如图所示),改变斜面倾斜程度进行多次实验,记录数据如表:
倾斜程度
斜面高h/m
拉力F/N
机械效率η
较缓
0.2
2.0
50.0%
较陡
0.3
2.4
最陡
0.4
2.8
71.4%
(1)小张同学探究的是斜面的机械效率与___________的关系;
(2)由上表的数据看出:斜面越陡,越___________(填“省力”或“不省力”);
(3)可知第2次实验的机械效率为___________(结果精确到0.1%);
(4)小张同学猜想斜面机械效率还可能跟物体的重力有关。他设计的步骤如下:
①将长木板搭成斜面;
②用弹簧测力计测出木块的重力G;
③用刻度尺测出斜面的高度h和长度s;
④用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上运动,读出弹簧测力计的拉力F;
⑤计算斜面的机械效率;
请你指出上述实验步骤___________是错误的,并改正:___________;要验证小张同学的猜想,接下来进行的操作是:___________。
10.在“测量滑轮组的机械效率”实验中:
(1)在实验操作中拉力的方向应沿______方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)若弹簧测力计的示数如图丙所示,则拉力是______N。若提升物体的重力为5N,则滑轮组的机械效率为______;
(3)若在进行(2)中实验时,仅增大了提升物体的高度,则滑轮组的机械效率将______;(选填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)若要提高滑轮组的机械效率,以下方法可行的是______(选填字母)。
A.换用更重的动滑轮 B.增大提升物体的重力 C.以更快的速度匀速拉动
11.小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率(忽略绳重和摩擦)。
(1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升,则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。
(2)只改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知,被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越________(填“高”或“低”)。
(3)分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为________N;若该物体被匀速提升的距离为20cm,则此时拉力做的总功为________J。
(4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时,甲、丙滑轮组的机械效率________(填“相同”或“不相同”)。
(5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码,则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________(填“升高”“降低”或“不变”)。
12.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图实验中每个钩码重2N,数据如表所示:
物理量验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动的距离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
1.4
1.0
57%
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量沿______方向匀速缓慢拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数;
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用______(A/B/C)装置图做的;
(3)在第2次实验中,若物体以0.2m/s的速度匀速上升,则拉力F的功率是______W;
(4)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______。(选填“有关”或“无关”)
13.
(1)如图1所示,弹簧测力计的示数为F=_______N;此时物块A向右匀速直线运动,它所受的摩擦力方向为______,大小______(选填“大于”“等于”或“小于”)F;
(2)如图2所示,在“研究动滑轮是否省功”的实验中,小明用甲、乙两种方式将同样的钩码缓慢地提升10cm,弹簧测力计移动的距离s甲______s乙,它的拉力F做功的大小W甲______W乙;(均选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)如图3所示,在研究物体的动能大小与速度关系实验中,应让小球在______(选填“相同”或“不同”)高度由静止开始释放。通过比较________来判断小球动能的大小。
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/
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
15.小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,他猜想动滑轮拉动的物体越轻,机械效率越高,请设计实验检验其猜想,并填写实验报告。
(1)实验目的:___________;
(2)实验器材:小明准备了钩码,除了图所示的器材,你还简要的测量工具有___________;
(3)实验步骤:___________。
16.在“探究滑轮组的机械效率”实验中,小明利用两组滑轮组进行了5次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮得第5组数据,测得数据如表:
实验次数
动滑轮重/N
物重/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
②
5
1
4
0.1
①
0.5
(1)实验中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做______运动;
(2)前4次实验是由甲滑轮组完成的,根据前四组数据,在图甲中画出实验时滑轮组的绕绳方式;
(3)在实验过程中弹簧测力计示数不稳定,有同学认为匀速拉动弹簧测力计上升比较困难,可以使弹簧测力计拉着绳子末端静止时读数,他的观点是______(选填“正确”或“错误”)的;
(4)根据图乙可知表格中①处数据应为______,②处数据应为______;
(5)由第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与______有关;
(6)有的同学认为机械越省力,它的机械效率越高。你是用小明收集到的第______两组数据对比分析来判断这句话是错误的。
17.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(图中每个滑轮重相等)。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率
1
4
10
1.7
30
78.4%
2
4
10
1.6
40
62.5%
3
6
10
2.4
30
(1)实验中,测量绳端拉力F时,应尽量在竖直方向______拉动弹簧测力计;
(2)根据表中数据可知,第2次实验用的是________(选填“甲”或“乙”)图所示装置;
(3)分析________(填实验次数数字)两次数据可得出结论:使用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;
(4)第3次实验的机械效率________%(结果保留百分号前一位小数),比较1、3两次实验可得出结论:使用同一滑轮组,______机械效率越高;
(5)若每个滑轮的质量为100g,第2次实验中克服摩擦力做的额外功为______J(不计绳重)。
18.杠杆、滑轮作为生活的工具,让困难的事情简单化,利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。
(1)在测量某物体密度的时候,小雅发现不用天平也能够测量物体的质量,于是设计了如图1所示的装置。测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,目的是__________;
(2)保持左侧重物及其位置不变,改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N(杠杆上每一小格长度为1cm);
(3)接着,小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示,其体积为____cm3;该物质的密度为____kg/m3;通过查询,发现该物质可能为加工青铜(取10N/kg);
(4)如图甲、乙所示,用同一个滑轮组,提升不同数量的同种钩码,绳子末端的力____,甲的机械效率____乙的机械效率(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”),滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____(选填“有关”或“无关”)。
(5)若图乙中,用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度,钩码总重力为,该装置中克服绳重及摩擦所做的功为,则动滑轮重力______(用所给字母表示,空气阻力忽略不计)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《期末专项(实验题)复习:简单机械及机械效率实验-2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案
1.(1)
(2)C
【详解】(1)由表中数据可知,滑轮组的机械效率
(2)AB.使用滑轮提升物体时,克服物体的重力做的功是有用功,绳子与滑轮之间的摩擦做功为额外功,根据滑轮组的机械效率可知,有用功和额外功会影响滑轮组的机械效率,故AB不符合题意;
C.根据可知,物体上升的高度并不影响滑轮组机械效率,故C符合题意。
故选C。
2.(1)机械效率越高
(2) 匀速 偏大
【详解】(1)由表格中1、3组数据可知,同一滑轮组,钩码重量越大,机械效率越高。
(2)[1]实验中要竖直向上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,测力计示数才等于拉力大小。
[2]当弹簧测力计静止读数时,便不会存在摩擦力对拉力的影响,所以所测的拉力变小,由
可知,机械效率会偏大。
3.(1) 匀速直线 2.4
(2)0.3
【详解】(1)[1]实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计,钩码匀速上升,处于平衡状态,弹簧测力计示数不变,便于读数。
[2]由图可知,测力计的分度值为0.2N,测力计的示数是2.4N,则拉力大小为2.4N。
(2)由图可知,滑轮组由3段绳子承担物重,钩码上升的高度为10cm,则绳子自由端移动的距离s=3h=3×10cm=30cm=0.3m
4.(1)甲
(2)83%
(3)越低
(4)增加提升物体的重力
【详解】(1)由表中数据可知,钩码上升高度为0.1m,绳端移动距离为0.3m,所以有效绳子股数为3股,故选择的是图甲所示装置。
(2)机械效率
(3)由表中数据可知,第2组实验钩码上升高度为0.1m,绳端移动距离为0.5m,所以有效绳子股数为5股,故选择的是图乙所示装置。甲装置只有一个动滑轮,机械效率为74%,乙装置有两个滑轮,机械效率为57%,故可得:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。
(4)第3组实验中,钩码上升高度为0.1m,绳端移动距离为0.3m,所以有效绳子股数为3股,故选择的是图甲所示装置。第1组实验钩码的重力为4N,机械效率为74%,第3组实验钩码的重力为6N,机械效率为83%,故可得:使用同一滑组,增加提升物体的重力,可以提高滑轮组的机械效率。
5.(1)乙
(2)动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低
【详解】(1)通过分析表中数据可知,实验2中绳端移动的距离是钩码上升的高度的4倍,说明有效绳子段数为4段,所以是使用乙图所示装置获得的。
(2)两实验中钩码所受总重力相同,上升的高度相同,实验2中动滑轮个数较多,动滑轮的重力较大,且实验2中滑轮组的机械效率较小,可得: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) 弹簧测力计 刻度尺
(2)
实验序号
斜面的倾斜程度
物体重力G/N
拉力F/N
斜面高度h/m
斜面长度s/m
W有/J
W总/J
机械效率
1
2
3
【详解】(1)[1][2]求机械效率涉及到求总功和有用功,需要测量力和移动距离,所以需要弹簧测力计和刻度尺。
(2)斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关,需要记录倾斜角度和机械效率相关的物理量,表格如下图
实验序号
斜面的倾斜程度
物体重力G/N
拉力F/N
斜面高度h/m
斜面长度s/m
W有/J
W总/J
机械效率
1
2
3
7.(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。
8.(1)匀速上升
(2) 甲 74.1
(3) 无关 有关
(4)偏小
【详解】(1)在测量绳端所受的拉力时,为了保证拉力大小不变,需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计应匀速上升从而使拉力等于弹簧测力计的示数。
(2)[1]从表中数据可以看出,实验时绳子自由端移动的距离是物体提升高度的3倍,所以滑轮组承重绳子股数为3,则表中的实验数据是利用甲图所示的滑轮组测得的。
[2]第5次实验测得的滑轮组机械效率是
(3)[1]由表中第1、2、3三组数据可知,在装置相同情况下,提升的物体的重力相同,改变提升高度,滑轮组的机械效率不变,则说明滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
[2]由表中第3、4、5三组数据可知,在装置相同情况下,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高,则说明滑轮组的机械效率与所提升物体的重力大小有关。
(4)采用图甲装置实验时,如果弹簧测力计没有竖直向上拉,那么拉力会大于竖直方向上的力,计算出的总功也会偏大。而有用功(即提升物体所做的功)是不变的,因此得出测得的机械效率将偏小。
9.(1)斜面倾斜程度
(2)不省力
(3)62.5%
(4) ④ 见解析 见解析
【详解】(1)实验中控制物体的重力和斜面的长度不变,改变斜面的倾斜程度。根据控制变量法可知,小张同学探究的是斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。
(2)由表中数据可知,斜面越陡,所用的拉力越大,即越不省力。
(3)第2次实验的机械效率为
(4)[1][2][3]实验步骤④是错误的,用弹簧测力计拉着木块沿斜面向上运动,如果没有匀速运动,弹簧测力计的示数不稳定,读数不准确。所以用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速向上运动,读出弹簧测力计的拉力F。要验证小张同学的猜想,应进行多次实验,使得出的结论具有普遍性。所以接下来进行的操作是:换用重力不同的物体重复上面的实验。
10.(1)竖直
(2) 2 83.3%
(3)不变
(4)B
【详解】(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡状态,其示数才能够反映拉力的大小。
(2)[1]由丙图可知,测力计的分度值为0.2N,指针正对着2N,所以测力计的拉力为2N。
[2]物体重力所做的有用功为W有=Gh=5N×10×10-2m=0.5J
由图可知,绳子承重段数为3,拉力所做的总功为W总=Fs=Fnh=2N×3×10×10-2m=0.6J
所以机械效率为
(3)增大提升物体的高度时,自由端和重物移动的距离比不变,由
可知,增大提升物体的高度不会影响滑轮组的机械效率。
(4)A.换用更重的动滑轮,会增大额外功,由
知,有用功一定时,额外功越大,机械效率越低,所以换用更重的动滑轮不可以提高滑轮组的机械效率,故A不符合题意;
B.增大物体的重力会增加有用功的比例,因为有用功是提升物体所做的功,在额外功基本保持不变的情况下,有用功的增加会使总功中有用功的占比提高,从而提高机械效率,故B符合题意;
C.加快提升的速度时,等时间内,自由端和重物移动的距离比不变,由
可知,提升物体的速度不会影响滑轮组的机械效率,故C不符合题意。
故选B。
11.(1)0.3
(2)低
(3) 4 1
(4)相同
(5)降低
【详解】(1)由图可知承重绳子股数n=3,则弹簧测力计竖直向上移动的速度
(2)根据图乙可知,被提升物体的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
(3)[1][2]忽略绳重和摩擦,克服物体重力所做的功为有用功,克服物体和动滑轮重力所做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率
由图乙可知G动=1N,机械效率为80%,则
解得G=4N。拉力为
若该物体被匀速提升的距离为20cm,则此时拉力做的总功为
(4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时,若忽略绳重及摩擦,则克服动滑轮重做的功为额外功,额外功相同,做的有用功相同,因此总功相同,由
可知,甲、丙滑轮组的机械效率相同。
(5)当弹簧测力计拉着钩码加速上升时,此时绳端受的是不平衡的力,测力计对绳端拉力变大,总功变大,机械效率会降低。
12.(1)竖直
(2)C
(3)1.44
(4)无关
【详解】(1)在实验中,要正确测量绳端拉力,根据二力平衡的原理,需竖直向上匀速拉动测力计。
(2)由数据知第4次实验中,可知承担物重的绳子段数为
所以滑轮组由5绳子承担物重,所以第4实验是用C图做的。
(3)由图乙可知,n=3,绳子自由端的速度为
则拉力F的功率为
(4)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。
13.(1) 1.2 水平向左 等于
(2) 小于 小于
(3) 不同 木块移动的距离
【详解】(1)[1]由图1可知,弹簧测力计的分度值是,示数为。
[2][3]物块A向右匀速直线运动,由二力平衡可知,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数,即等于F,且二力方向相反,弹簧测力计拉力水平向右,故摩擦力的方向为水平向左。
(2)[1]如图2所示,用甲、乙两种方式将同样的钩码缓慢地提升10cm,甲实验中测力计移动的距离为10cm,乙为动滑轮,测力计移动的距离为20cm,故弹簧测力计移动的距离小于。
[2]由图2可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则甲图中弹簧测力计的拉力,乙图中弹簧测力计的拉力,甲图中拉力做的功
乙图中拉力做的功
因此拉力F做功的大小小于。
(3)[1]研究物体的动能大小与速度关系实验中,应控制质量不变,让小球在不同高度由静止开始释放,改变速度,小球释放的高度越高,到达水平面的速度越大。
[2]本实验采用转换法,实验中通过木块移动的距离判断小球动能的大小。
14.(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。
15.(1)探究动滑轮在水平地面上拉动物体时,机械效率与物体轻重的关系
(2)弹簧测力计
(3)见解析
【详解】(1)猜想动滑轮拉动的物体越轻,机械效率越高。因此实验目的是探究动滑轮在水平地面上拉动物体时,机械效率与物体轻重的关系。
(2)要测出动滑轮的机械效率,根据可知,需要测出的物理量为:滑动摩擦力f,拉力F,则需要的测量工具是弹簧测力计。
(3)实验步骤如下:
①用测力计水平匀速拉动物体A在水平路面上运动一段距离s,测得滑动摩擦力f等于拉力为F1;
②改用动滑轮拉动物体A在同一路面匀速移动距离s,拉力为F2;
③在物体A上方增加重物,重复①②两次(以上);
④比较物体的重力及动滑轮机械效率,检验猜想是否正确。
16.(1)匀速直线
(2)
(3)错误
(4) 1.6 66.7
(5)物重
(6)4、5
【详解】(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动,这样才能准确测出拉力的值。
(2)由前四组实验数据知,,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮绕起,如图所示:
(3)若弹簧测力计静止时读数,绳子与滑轮间的摩擦力未被计入,导致测得的拉力偏小。而实验需测量匀速拉动时的拉力,静止读数会使机械效率计算结果偏大,违背实验原理,因此该观点错误。
(4)[1]由图乙知,弹簧测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N。
[2]根据题意可知,
(5)第3、4次实验,动滑轮、钩码被提升的高度相同,被提升的钩码重不同,机械效率不同,可知同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关。
(6)由表格中数据知,,即第5组滑轮组由5段绳子承担物重,则第5次实验的机械效率
由计算知,第5次比第4次滑轮组省力,但机械效率更低,所以“机械越省力,它的机械效率越高”的说法不正确。
17.(1)匀速
(2)乙
(3)1、2
(4) 83.3 提升重物重力越大
(5)0.04/
【详解】(1)为了使拉力稳定且等于实际拉力,需要让弹簧测力计做匀速直线运动,避免加速或减速导致弹簧测力计读数不准。
(2)由表可知,第二次实验,绳端移动距离为40cm,钩码上升的高度为10cm,即
说明承担动滑轮重的绳子段数为4,所以用的是如图乙所示的滑轮组。
(3)要比较“不同滑轮组”、“提升相同重物”,即要动滑轮重不同,也就是使用的动滑轮个数不同,由表可知,1和2实验,钩码重相同,上升高度相同,2使用的是图乙所示滑轮组,1使用的是
即图甲所示滑轮组,2实验使用的滑轮组多一个动滑轮,机械效率更低,因此分析1、2两次数据可得出结论,使用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。
(4)[1][2]由表可知,第3次实验绳端移动距离为30cm,钩码上升的高度为10cm,即
所以使用的是图甲所示滑轮组,其机械效率
与1实验比较,其他相同,提升的重物重力更大,机械效率更大,因此可得出结论,使用同一滑轮组,提升的物重越大,机械效率越高。
(5)在第2次实验中,每个滑轮的质量为100g,即滑轮总重力为
所以第二次实验中,克服动滑轮重所做的额外功
总共做的额外功
所以克服摩擦力所做的额外功
18.(1)便于测量力臂大小
(2)1.5
(3) 20
(4) 小于 小于 无关
(5)
【详解】(1)重力的方向竖直向下,测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,由力臂的定义,支点到力的作用点的距离即为力臂大小,故目的是便于测量力臂大小。
(2)由题意可知,只改变动力臂,多次测量,则阻力与阻力臂的乘积保持不变,根据杠杆平衡条件可知,利用图像中一组数据能得出动力与动力臂之积为
由图1可知,,则杠杆左端所挂重物的重力
(3)[1]图3中量筒的分度值为2mL,该物体体积
[2]该物质的密度为
(4)[1]如图甲、乙所示,用同一个滑轮组,提升不同重物,到相同的高度,额外功可认为相同,甲中物体的重力小,做的有用功小,拉力也小,即小于;
[2]根据
可知甲的机械效率小于乙的机械效率;
[3]由
可知,滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度大小无关;
(5)图乙中,绳子的有效段数为3,用拉力大小为F的力使钩码匀速提升h的高度,绳子移动的距离为3h,总功为。钩码总重力为,克服钩码总重力做的有用功为;该装置中克服绳重及摩擦所做的功为W,则克服动滑轮的自重做的额外功
则动滑轮重力
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