期末物理实验复习 测量滑轮组的机械效率-2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-06-21
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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4节 机械效率 |
| 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 | 1.02 MB |
| 发布时间 | 2026-06-21 |
| 更新时间 | 2026-06-21 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58431223.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦滑轮组机械效率测量,通过实验数据对比与变量控制,系统构建"操作规范-公式应用-影响因素分析"的解题体系,渗透科学探究与推理素养。
**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、动态读数、η=Gh/Fs公式直接应用|从机械效率概念出发,结合s=nh推导计算方法|
|影响因素探究|7题|控制变量法(物重/动滑轮重/绳段数/高度)|通过多组数据对比,建立"物重越大、动滑轮越轻效率越高"的逻辑链|
|实验误差分析|3题|摩擦影响、读数时机对结果的偏差分析|关联额外功来源,理解操作规范对数据准确性的意义|
内容正文:
期末实验复习测量滑轮组的机械效率
1.如图所示,这是小明所在实验小组测量滑轮组的机械效率时组装的实验装置,他们测得的实验数据如表。
实验次数
物重
物体上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4.5
0.1
2
0.3
4
1
0.2
0.6
0.6
55.6%
5
1
0.3
0.6
0.9
55.6%
(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)分析表格中实验数据可知,利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率___________(选填“相同”或“不同”)。
2.小华在“测量滑轮组的机械效率”实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。
(1)实验中缓慢拉动弹簧测力计,使物体升高。小华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,他认为应该在拉着弹簧测力计静止不动时读数,你认为他的想法______(选填“正确”或“不正确”);
(2)表格中,①处的数据应该是______;
(3)通过比较______(填实验次序)两次实验数据得出结论:使用相同滑轮组提升相同重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
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
机械效率
甲
4
0.1
2.7
①
74%
乙
4
0.1
1.8
0.3
74%
丙
8
0.1
3.1
0.3
86%
(4)通过比较______(填实验次序)两次实验数据得出结论:用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(5)有的同学认为,要测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动的距离可以不测量,你认为他的想法______(选填“可行”或“不可行”);
(6)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中可以提高机械效率的是______(选填字母)。
A.增加物体提升的高度 B.加快提升物体的速度
C.减小动滑轮的重力 D.减小物体的重力
3.如图所示,是小明所在实验小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置,他们测得的实验数据如下表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1
0.1
0.6
0.3
2
2
0.1
1.0
0.3
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,则拉力的功率为______W。
(5)小华所在实验小组也利用重为、、的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均小于小明小组的测量值,则小华小组机械效率测量值偏小的原因可能是所使用的滑轮的重力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)小明小组所使用的滑轮的重力。
(6)请你根据所学知识判断:利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率______(选填“相同”或“不同”)。
4.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:
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
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,且在__________(“静止时”,“拉动过程中”)读数,否则计算出的机械效率偏______;
(2)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次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=________m,机械效率η=_______(百分号前保留一位小数);
(3)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:____________________:
(4)根据所学知识,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,被提升物体所受的重力一定 。
A.大于12N B.等于 12N C.小于12N
5.小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验,实验装置如图所示。
(1)按照如图所示装置实验,小明应缓慢______拉动弹簧测力计,使钩码从A处升高到A′处,由图可知拉力为______N;
(2)小明实验组把实验数据记录在表中;
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2.0
0.05
0.15
83.3
2
4.0
0.05
1.5
0.15
3
6.0
0.05
2.2
0.15
90.9
第二次实验时滑轮组的机械效率是______(结果精确到1%);
(3)分析表格中数据可知:同一滑轮组,随着物重的增大,滑轮组的机械效率______。
6.小明利用如图所示的装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
1
5
0.40
15
66.7%
2
2
5
0.84
15
79.4%
3
2
10
0.84
30
4
4
10
1.50
30
88.9%
(1)要测出滑轮组的机械效率需要测出有用功和总功,为此,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具是___________。
(2)测出钩码重力G后,按图所示组装滑轮组,分别记下钩码和绳端的位置,将测力计沿___________方向___________(填“匀速拉动”或“静止”)时读出拉力F的值,用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s。
(3)算出有用功W有、总功W总和机械效率η。改变钩码个数,重复上述实验步骤,并将数据记录表格中。在第3次实验中,拉力所做的功为___________J,滑轮组的机械效率为___________(百分号前保留1位小数)。
(4)分析第1、2实验数据可知:使用同一滑轮组时,物体的重力越___________,滑轮组的机械效率越高;分析第2、3次实验数据可知:用滑轮组提升重物时,提升重物的高度增大,滑轮组的机械效率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
7.【探究名称】探究影响滑轮组机械效率的因素。
【猜想与假设】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。
【进行实验与收集证据】
(1)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。实验过程中发现边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为兴趣小组同学的想法 ___________(选填“正确”或“错误”);
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
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
(2)组员通过更换滑轮组,改变钩码质量,测得数据如表所示;
【分析与论证】
(3)①请将表中的数据填写完整:___________;
②分析数据可知,第3次实验是用图 ___________(选填“丙”或“丁”)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,猜想一是 ___________(选填“正确”或“错误”)的;
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 ___________;
⑤根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8.“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”)。
9.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 ___________。
10.小明与兴趣小组的同学利用如图所示的装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳子自由端移动距离s/cm
机械效率η
1
1
5
0.40
15
66.7%
2
2
5
0.84
15
79.4%
3
2
10
0.84
30
4
4
10
1.50
30
88.9%
(1)要测出滑轮组的机械效率需要测出有用功和总功,为此,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具是:____________。
(2)测出钩码重力G后,按图所示组装滑轮组,分别记下钩码和绳端的位置,在__________(填“匀速拉动”或“静止”)时读出拉力F的值,用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s。
(3)算出有用功W有、总功W总和机械效率η。改变钩码个数,重复上述实验步骤,并将数据记录表格中。在第3次实验中,拉力所做的功为_______J,滑轮组的机械效率为______(百分号前保留1位小数)。
(4)分析第1、2实验数据可知:使用同一滑轮组时,物体的重力越_______,滑轮组的机械效率越高;分析第2、3次实验数据可知:用滑轮组提升重物时,提升重物的高度增大,滑轮组的机械效率______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)实验中,改变钩码个数,重复上述实验的目的是:__________________。
11.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/
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)第1次实验测得的机械效率为______。(结果保留整数)
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用______图做的。[选填a、b或c]
(3)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;
(4)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无关。
12.某实验小组在“测量滑轮组的机械效率”的实验中得到的实验数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。
实验次数
钩码重/N
钩码上升的高度/m
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计移动的距离/m
机械效率
1
4
0.3
1.8
0.9
2
8
0.3
3.2
0.9
3
8
0.3
2.2
1.5
(1)在实验操作中,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。同组小华认为静止读数也可以,小明说这个想法没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响,所以是错误的:
(2)通过比较第1次和第2次实验数据,可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越______。
(3)通过比较第2次和第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,______越重,滑轮组的机械效率越低。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是______。
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度
综合上述结论,提高机械效率的方法有:增大有用功,______(选填“增大”或“减小”)额外功。
13.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
0.6
88.9%
(1)在实验中应______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_____;
(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”)。
14.小华用同样的滑轮安装了如图甲、乙滑轮组,来探究影响滑轮组机械效率的因素,测得的实验数据如表所示。
次序
物体的重力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
0.2
1
0.6
66.7%
2
3
0.2
1.4
0.6
71.4%
3
4
0.2
1.8
0.6
4
2
0.2
1.5
0.4
66.7%
(1)第4次数据用图____(选填“甲”或“乙”)滑轮组测得;
(2)第3次实验中的机械效率为_____;
(3)比较1、2、3次实验数据可初步得到实验结论:_______。下列与该实验结论同理的是____(填字母);
A.鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量坐满人员
B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重力
(4)若想要探究滑轮组机械效率与重物被提升高度的关系,操作是____________。
15.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。请回答下列问题:
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力N
绳端移动的距离
机械效率
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
4
10
0.1
3.7
0.3
90.1%
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用_____(填“甲”或“乙”)图所示装置做的;
(2)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_____(填“越高”“不变”或“越低”);
(3)小组同学再次使用第1次实验中的装置做第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_____,机械效率_____;
(4)实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,陈茗同学认为应静止时读数。你认为他的想法_____(填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到_____对滑轮组机械效率的影响。
试卷第1页,共3页
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《期末实验复习测量滑轮组的机械效率-2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案
1.(1)匀速
(2)75%
(3)越重
(4)相同
【详解】(1)实验过程中,应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,装置处于平衡状态,拉力等于测力计示数。
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是
(3)第1、2、3次实验,同一滑轮组,物体上升的高度和绳端移动距离都不变,物重由1N、2N、4.5N增加,机械效率由55.6%、66.7%、75%增加;可知,同一滑轮组,物重越重,滑轮组的机械效率越高。
(4)根据可知,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关;因此三次实验所用滑轮组相同,物体的重力相同,物体提升的高度不同,滑轮组的机械效率相同。
2. 不正确 0.2 甲、乙 乙、丙 可行 C
【详解】(1)[1]实验中如果在弹簧测力计静止时读出了数据,由于没有克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,所以测力计示数偏小,故他的想法是不正确的。
(2)[2]由图甲可知,此时动滑轮上有2股绳子承重,故绳子自由端移动的距离为
(3)[3]图乙中承担物重的绳子股数为3,由甲、乙两次实验数据可知,重物的重力不变时,绳子的股数不同,而滑轮组的机械效率相同,故可得出结论: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股数无关。
(4)[4]由乙、丙两次实验数据可知,滑轮组相同,重物的重力增大,滑轮组的机械效率也增大,故可得出结论:用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(5)[5]根据
可知,在绕法确定即n确定时,只需用弹簧测力计测量出物体的重力和绳端的拉力即可测量滑轮组的机械效率。所以要测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离可以不测量。该同学的想法可行。
(6)[6]A.由
可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,与物体提升的速度无关,因此增加物体提升的高度时,滑轮组的机械效率不会增加,故A不符合题意;
B.加快提升物体的速度,克服动滑轮所做的额外功不会减小,故滑轮组的机械效率不会增加,故B不符合题意;
C.减小动滑轮的重力,可以减小克服动滑轮重力所做的额外功,可以提升滑轮组的机械效率,故C符合题意;
D.减小物体的重力后,提升相同高度时,克服物体重力所做的有用功减小,而克服动滑轮重力所做的额外功不变,故滑轮组的机械效率减小,故D不符合题意。
故选C。
3.(1)匀速缓慢
(2)74.1%
(3)越重
(4)0.54
(5)大于
(6)相同
【详解】(1)实验过程中,应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数。
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是
(3)由表格数据可知,随着物重的增加,滑轮组的机械效率逐渐增大,所以同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(4)由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3,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v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
则拉力F的功率为
(5)滑轮组的额外功主要是克服动滑轮的重力和绳子与滑轮间的摩擦力所做的功。在提升相同重物时,动滑轮重力越大,额外功就越大,机械效率就越低。因为小华小组每次测得的机械效率均小于小明小组的测量值,所以小华小组机械效率测量值偏小的原因可能是所使用的滑轮的重力大于小明小组所使用的滑轮的重力。
(6)根据
可知,滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。所以利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率相同。
4.(1) 拉动过程中 大
(2) 0.3 83.3
(3)见解析
(4)A
【详解】(1)[1][2]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。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。
(2)[1][2]由表中数据可知,第1次实验中钩码上升0.1m,绳端移动距离为0.3m,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
用第1次实验中使用的装置做第3次实验,第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=n1h=3×0.1m=0.3m
第3次实验中滑轮组的机械效率
(3)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)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,滑轮组的机械效率
被提升物体所受的重力
但由于绳重和摩擦的存在,额外功变大,根据
可知,在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,若提升相同高度,物体的重力会大于12N,故选A。
5.(1) 竖直向上匀速直线 0.8
(2)89%
(3)增大
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计,此时滑轮组系统动态平衡,测力计示数才等于绳子自由端拉力。
[2]图中测力计的分度值是0.2N,示数是0.8N,则拉力为0.8N。
(2)第二次实验时滑轮组的机械效率
(3)分析表格中数据可知,从实验1到实验3,物体重力变大,滑轮组的机械效率也变大,可得:同一滑轮组,随着物重的增大,滑轮组的机械效率增大。
6.(1)刻度尺
(2) 竖直 匀速拉动
(3) 0.252 79.4%
(4) 大 不变
【详解】(1)要计算有用功和总功,已经有测量力的工具弹簧测力计来测量G和F,还需要测量距离h和s,所以还需要的测量工具是刻度尺。
(2)[1][2]因为滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间有摩擦,拉动时拉力要克服摩擦做额外功,如果静止时读数,会忽略摩擦力对机械效率的影响,所以在匀速拉动时读出拉力F的值;又由于重力的方向竖直向下,应将测力计沿竖直方向匀速拉动,使弹簧测力计示数等于拉力F。
(3)[1]在第3次实验中,拉力,绳子自由端移动的距离
可得拉力所做的总功为
[2]在第3次实验中,钩码重力,钩码上升的高度
克服物体重力做的有用功为
可得滑轮组的机械效率为
(4)[1]分析第1、2次实验数据,滑轮组相同,第2次实验中钩码重力大,机械效率高,所以使用同一滑轮组时,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
[2]分析第2、3次实验数据,滑轮组相同,提升重物的高度不同,但机械效率相同,所以用滑轮组提升重物时,提升重物的高度增大,滑轮组的机械效率不变。
7. 错误 80% 丙 错误 2、3 高 变大
【详解】(1)[1]实验过程中应匀速竖直拉动测力计读数,此时测力计示数等于拉力大小,发现边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,此时没有测量出机械之间的摩擦,兴趣小组同学的想法错误。
(3)[2]第4次实验的机械效率为
[3]分析数据可知,第3次实验绳子的有效段数为3,结合钩码的重力为8N,故是用丙所示装置做的实验。
[4]分析1、2两次实验数据可知,绳子的有效段数分别为2、3,不计摩擦及绳重,分别是用甲、乙装置完成实验的,而机械效率相同,可知,猜想一是错误的。
[5][6]第2次实验绳子的有效段数为3,是用乙装置完成的,比较2、3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,滑轮组机械效率越高。
[7]第2次实验时的额外功为
第3次实验时的额外功为
故可知随着提升物重的增大,额外功变大。
8.(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。
9. 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。
10.(1)刻度尺
(2)匀速拉动
(3) 0.252 79.4%
(4) 大 不变
(5)见解析
【详解】(1)根据功的公式W=Fs可知要测出滑轮组的机械效率需测出有用功和总功,为此要测出钩码被提升的高度h、绳自由端移动的距离s、测量钩码重力G和绳端的拉力F,除了图中所示的器材外,还需要测量长度的工具刻度尺。
(2)因为滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间有摩擦,拉动时拉力要克服摩擦做额外功,如果静止时读数,会忽略摩擦力对机械效率的影响,所以在匀速拉动时读出拉力F的值。
(3)[1][2]在第3次实验中,拉力所做的功为W总3=Fs=0.84N×0.3m=0.252J
有用功W有3=Gh=2N×0.1m=0.2J
滑轮组的机械效率为
(4)[1]分析第1、2实验数据,第2次钩码的重力较大,滑轮组的机械效率较大,可以得到使用同一滑轮组时,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
[2]分析第2、3次实验数据,钩码的重力相等,上升的高度不同,滑轮组的机械效率不变,可以得到用滑轮组提升重物时,提升重物的高度增大,滑轮组的机械效率不变。
(5)实验中,改变钩码个数,测量多组数据,为了避免实验数据太少,实验结论具有偶然性,使实验结论具有普遍性。
11.(1)
(2)c
(3)增加物重
(4)3、4
【详解】(1)由表中实验数据可知,第一次实验,有用功
总功
滑轮组效率
(2)由数据知第4次实验中,s为h的5倍,所以滑轮组由5段绳子承担物重,由图可知,第4次实验所用的装置是c。
(3)由表格1、2次实验数据可知,测力计移动的距离是钩码上升高度的3倍,所以用的是同一滑轮组进行探究,提升的钩码越重,机械效率越高,即使用同一滑轮组,增加物重,可以提高滑轮组的机械效率。
(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。
12. 匀速 绳和滑轮间的摩擦 高 动滑轮 B 减小
【详解】(1)[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] 实验操作中,若静止读数,没有考虑滑轮组的摩擦力,读书偏小。
(2)[3] 比较第1次和第2次实验数据,可得出结论:使用同一滑轮组,被提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]根据比较第2次和第3次实验数据可知,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)[5]A.根据,增大绳重时,导致拉力F增大,总功增大,效率降低,故A不符合题意;
B.通过比较第2次和第3次实验数据,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越少(质量越小),滑轮组的机械效率越高,故B符合题意;
C.根据,物体提升速度快慢与机械效率无关,故C不符合题意。
故选B。
(5)[6]要提高机械效率,除了增大物重以增大有用功之外,还可以减小额外功,有用功一定时,额外功越少,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高。
13.(1) 竖直 匀速
(2) 丙 80%
(3)错误
(4)高
(5)低
(6) 错误 偏高
【详解】(1)[1][2]为了使弹簧测力计的示数稳定,且便于读数,应缓慢竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码向上做匀速直线运动。
(2)[1]第3次实验中绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间满足关系
s=4h
故绳子段数为n=4,所以是图丙测出的数据。
[2]第3次实验的有用功为
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
第3次实验时所做的总功为
W总=Fs=1.25N×0.4m=0.5J
滑轮组的机械效率为
(3)分析2、4次实验的数据可知,其他因素相同时,物体上升的高度和自由端移动的距离不同,结果滑轮组的机械效率相同;说明滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关,可以验证猜想一是错误的。
(4)由1、2两次实验钩码重力不同,其他因素相同,结果物体越重时,机械效率高;故可得出结论:使用同一滑轮组,物体越重,机械效率越高。
(5)第3次实验中的动滑轮比第2次实验的动滑轮重,机械效率更低,所以可以得出结论: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低。
(6)[1][2]他的想法不正确,因为他没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响,导致测力计示数偏小,计算的机械效率偏高。
14.(1)乙
(2)74.1%
(3) 同一滑轮组,提升的物体重力越大,滑轮组机械效率越高 A
(4)使用同一滑轮组,提升相同的重物,改变提升高度,多次测量比较机械效率
【详解】(1)根据滑轮组公式,可得第4次实验承担物重的绳子段数
题图甲滑轮组,乙滑轮组,因此第4次数据是乙滑轮组测得。
(2)代入第3次数据得机械效率
(3)1、2、3次实验使用同一滑轮组,提升物重越大,机械效率越高。
A.汽车自身消耗是额外功,满载时总有用功增大,机械效率提高,符合结论;
B.是通过减轻自身重力减小额外功提高效率,原理不同。
故选A。
(4)探究该关系需要用到控制变量法,保持滑轮组、提升物重不变,只改变提升高度,多次实验比较。
15.(1)乙
(2)越低
(3) 0.3 83.3%
(4) 不正确 他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响
【详解】(1)在第2次实验中,绳端移动的距离为0.4m,钩码上升高度为0.1m,由可得,承担物重的绳子股数为4,所以第2次实验是用乙图所示装置来完成的。
(2)通过比较1、2两次实验数据知,提升物体的重力相同,动滑轮的个数不同,动滑轮的个数越多,即动滑轮的质量越大,根据可知,做相同的有用功时,做的额外功会更多,所以滑轮组的机械效率越低。
(3)[1]因第3次实验使用第1次实验的装置,由图可知,承担物重的绳子股数,则绳端移动距离
[2]第3次实验中滑轮组的机械效率为
(4)[1][2]实验中应沿竖直方向匀速拉动测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小,若实验中测力计静止时读数,没有测量出机械之间的摩擦,他的想法不正确,因为他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。
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