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
2026-06-22
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摘要:
**基本信息**
聚焦滑轮组机械效率测量实验,通过15道题系统覆盖实验操作、数据处理及影响因素探究,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验操作与数据处理|8道|实验规范(匀速拉动、读数)与机械效率计算|从机械效率概念出发,结合公式η=Gh/Fs,落实实验操作要点|
|影响因素探究|7道|控制变量法分析数据(物重、动滑轮重等)|通过对比实验数据,推导物重、动滑轮重、绳子段数对效率的影响,构建知识关联|
内容正文:
期末实验复习测量滑轮组的机械效率
1.小勇同学在“探究影响滑轮组机械效率”的实验中,所用装置如图所示,每个钩码重,测得的数据如表:
实验次数
钩码总重
钩码上升的高度
弹簧测力计示数
弹簧测力计移动的距离
机械效率
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,应尽量竖直向上______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3次实验是用______(选填“a”“b”或“c”)图装置做的。
(3)分析第1、2次实验数据可知:在使用同一滑轮组时,______,可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:在使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮总重越重,滑轮组的机械效率______(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(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”)。
(5)如图所示,用下列装置提升同一重物。若每个滑轮的重力相同,不计绳重及摩擦,则机械效率最高的装置是______。
(6)若实验时弹簧测力计没有沿竖直方向拉动,则测出的机械效率______(选填“变大”“变小”或“不变”)
2.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
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_______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次实验空格中数值:绳端移动距离=______;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_____(填“高”或“低”);
(4)若每个滑轮的质量为100g,第3次实验中克服摩擦做的额外功为______J(不计绳重,g=10N/kg)。
3.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甲、乙、丙所示,实验数据记录如表:
次数
钩码重力G/N
钩码上升距离h/cm
拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η/%
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___________%(结果保留一位小数);
(2)分析表中数据推测,若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%,物体的重力可能为___________;
A.1N B.3N C.5N D.8N
(3)另一小组改变动滑轮重,提升同一物体多次实验,根据所测数据绘制出丁图像。分析可知:被提升物体重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________(选填“高”或“低”)。
(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.小于40N B.等于40N C.大于40N
4.在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。
(1)实验时,小佳应沿______方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为______N,拉力所做的有用功为______J,动滑轮的机械效率为______%(保留一位小数);
(3)分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将______,原因是摩擦力______(选填“减小”“不变”或“增大”);
序号
动滑轮重
钩码总重
钩码上升的高度
弹簧测力计的示数
绳自由端上升的高度
动滑轮的机械效率
1
0.3
1
0.2
0.70
0.4
71.4
2
0.3
2
0.2
1.28
0.4
78.1
3
0.3
4
0.2
0.4
(4)为提高动滑轮的机械效率,下列措施不可行的是______。
A.增加钩码的总重 B.在滑轮转轴处涂润滑油
C.增加提升钩码的高度 D.换用质量更小的滑轮
5.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行实验,实验数据如表。
实验序号
物重G/N
物体上升的高度h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
5
0.9
15
74.1%
2
2
10
0.9
30
74.1%
3
4
10
1.7
30
78.4%
4
6
10
2.5
30
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量___________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。小明实验中为了方便读出弹簧测力计的示数,她每次都是静止时读数,请你判断她测量的机械效率___________;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)分析数据可知,拉升同一重物时,滑轮组的额外功大小与物体上升的高度___________(选填“有关”或者“无关”,下同),滑轮组的机械效率与物体上升高度___________。由表中数据可知,动滑轮重___________(选填“大于”“等于”或“小于”)0.7N;
(3)请你帮小明计算出第4次实验的机械效率为___________。
6.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4次测量,测得数据如下表所示:
次数
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
(1)实验时应竖直向下_______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)根据表中的数据计算得出第4次实验时机械效率_______;
(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越_______;
(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_______N。
7.在“测定动滑轮机械效率”的实验中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作,实验数据如下:
实验序号
钩码重
钩码上升的高度
拉力
绳端移动的距离
①
1.0
20.00
0.7
40.00
②
2.0
20.00
1.2
40.00
③
3.0
20.00
1.7
40.00
(1)实验时,用手______拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升;
(2)第①次实验时测得动滑轮的机械效率为______;
(3)第③次实验时,钩码上升的速度为,则拉力的功率为______W;
(4)由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将______(选填“增大”“减小”或“不变”).机械效率与重物上升高度______(填“有关”或“无关”);
(5)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______。
A.减轻动滑轮重 B.增加所提物重
C.增加动滑轮个数 D.增加重物上升高度
8.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表。
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
15
3
6
8
2.5
26
(1)如图甲,要______拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是______;
②第2次实验中滑轮组的机械效率是______;
(3)小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了实验,如图乙所示:
①小红多使用一个滑轮,目的是为了______;
②小明和小红使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率______(“相同”或“不相同”),理由是______。
9.用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如表。
次序
/N
/N
/N
/%
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
2.5
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
(1)在每次实验中,弹簧测力计应竖直向上________拉动;
(2)每次实验绳端移动距离为________cm;
(3)第2次实验中滑轮组的机械效率为________%;分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越________;
(4)实验中若不计绳重和摩擦,同次实验只改变滑轮组的绕线方法,滑轮组的机械效率将________(变大/不变/变小);
(5)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例________(变大/不变/变小)。
10.在探究“滑轮组机械效率”时,智慧小组利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
实验次数
物重G物/N
动滑轮重G动/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组机械效率η/%
1
1
0.5
0.1
0.7
0.3
47.6
2
2
0.5
0.1
1.1
0.3
60.6
3
4
0.5
0.1
2
0.3
4
4
1
0.1
/
0.5
50.0
(1)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量___________匀速向上拉动弹簧测力计;第3次实验时滑轮组的机械效率为___________;
(2)由表中第___________组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关;
(3)由表中第3、4组数据可知,滑轮组的机械效率与摩擦和___________有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功___________J。
(4)创新小组也利用一个动滑轮和一个定滑轮的滑轮组分别提起重为1N、2N、4N的物体,进行三次实验,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的
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,每个钩码重2N,测得的数据如下表:
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
0.3
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)在实验中,应竖直向上______(填“缓慢”或“加速”) 拉动弹簧测力计时读出拉力;
(2)第2次测量中,测力计示数如乙图,大小为______N,此时,使弹簧伸长的力是______(填“钩码的重力”、“绳拉弹簧的力”或“弹簧拉绳的力”)。第2次实验测得的机械效率为______;
(3)分析表中数据可知:第4次实验是用______(填“甲”、“乙”或“丙”)图做的;
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,______,滑轮组的机械效率越高;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,______;
(5)第3、4次实验测力计数据可知,滑轮组的机械效率与______无关;
(6)小明在实验中发现:一边拉动弹簧测力计一边读数,由于测力计示数不稳定,非常不方便。为了方便读数,他提出可以让弹簧测力计保持静止时读数,如果让弹簧测力计保持静止时读数,则所测出的滑轮组机械效率比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12.在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时,一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将所测数据填入如下实验数据记录表中。
序号
动滑轮重G动/N
钩码总重G/N
钩码上升高度h/m
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率
1
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
1
4
0.1
1.67
0.3
3
2
4
0.1
2.0
0.3
66.7%
4
1
4
0.1
2.5
0.2
80%
(1)实验2的机械效率为___________%。
(2)由第1次和第2次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当滑轮组一定时,滑轮组的机械效率可能与___________有关。
(3)由第2次和第___________次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当被提升的物体重一定时,滑轮组的机械效率可能与___________有关。
13.利用图(题图)器材对“使用动滑轮是否省功”进行探究。实验步骤如下:
①如图甲所示,用弹簧测力计将钩码缓慢、匀速向上提升一定高度,并同时用刻度尺测量提升高度,记录拉力F1与高度h,计算拉力所做的功W1;
②如图乙所示,用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢、匀速向上提升相同高度h,记录拉力F2及绳端移动距离s,计算拉力所做的功W2;
③比较W1和W2的大小关系,得出结论。
回答下述问题:
(1)提升钩码所做有用功为__________,额外功为__________,机械效率为__________(均用测量量符号表示);
(2)实验中W1和W2的大小关系是W1__________W2(选填“>”、“=”或“<”);
(3)请结合实际提出一种提高本机械效率的方法或措施:__________。
14.小明利用图甲、乙所示的实验装置做“测量滑轮组的机械效率”的实验,实验数据如下表所示。
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
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
(1)实验中应沿竖直向上匀速拉动______(选填实验器材名称),使钩码上升;
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用图______(选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验。通过分析第1、2两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”、“越低”或“不变”);
(3)小明再用第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:机械效率___。比较第1、3两次实验可得出结论:使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越______。
15.小聪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,测得的数据如表:
验次数
钩码总重
钩码上升的高度
测力计示数
测力计移动距离
机械效率
1
4
2
6
3
4
4
4
(1)在实验中,测绳端拉力大小时,应使弹簧测力计竖直向上___________状态进行读数(选填“缓慢拉动”或“静止”);
(2)分析表中数据可知:第次和第_________次实验是按丙图装置测机械效率的;
(3)请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率为_________%(保留1位小数),在第2次实验中,拉力所做的额外功为_________J;
(4)根据实验数据推测,使用图丙滑轮组将重的物体匀速提升,此时滑轮组的机械效率可能为_________(只填序号)。
A. B. C. D.
试卷第1页,共3页
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. 匀速 c 增加物重 越小 无关 A 变小
【解析】略
2.(1) 匀速 偏小
(2)1、2
(3) 0.4m 低
(4)0.03
【详解】(1)[1][2]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。某同学在该实验中加速向上提升重物,拉力变大,而重物重力与重物上升距离、拉力移动距离不变,由
可得所测滑轮组的机械效率会偏小。
(2)由1、2实验得,使用同一滑轮组提升同一重物时,连接动滑轮的绳子段数不同,滑轮组的机械效率相同,说明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)[1]将第4组实验中,n=4,则
s=nh=4×0.1m=0.4m
[2]第3次实验用一个动滑轮提升重物,第4次实验用2个动滑轮提升重物,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低。
(4)第3次实验中拉力做的总功为
克服物体重力所做的有用功为
克服动滑轮重做的额外功为
第3次实验中克服摩擦做的额外功为
3.(1)88.9
(2)D
(3)低
(4)C
【详解】(1)由表中数据可得第2次实验中滑轮组的机械效率为
(2)纵向分析数据可得结论:用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。因此,若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%,物体的重力应该大于6N,故可能为8N。
故选D。
(3)根据图丁可知,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低。
(4)分析图丁中的A点可知,当动滑轮重为10N时,滑轮组的机械效率为80%,若忽略绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
所以,忽略绳重和摩擦时被提升物体所受的重力为
但由于绳重和摩擦力使得额外功变大,根据
可知,在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,因此若提升相同高度,物体的重力应大于40N。
故选C。
4.(1)竖直向上
(2) 2.4 0.8 83.3
(3) 增大 增大
(4)C
【详解】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时动滑轮处于动态平衡,拉力才等于测力计示数。
(2)[1][2][3]如图所示,测力计分度值为0.2N,示数为2.4N;拉力所做的有用功为
动滑轮的机械效率为
(3)[1][2]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知第一次拉力所做的额外功为
第二次拉力所做的额外功为
所以随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将增大,实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,整个过程中,动滑轮质量没有改变,所以,额外功增加是因为摩擦力增大。
(4)A.增加钩码的总重,有用功增大,根据1、2两次的实验数据可知,机械效率增大,故A不符合题意;
B.在滑轮中间的转轴处加些润滑油,可减小摩擦,减小额外功,提高机械效率,故B不符合题意;
C.滑轮组机械效率为
可知钩码上升的高度与机械效率无关,故C符合题意;
D.选用轻质的动滑轮,可以减小额外功,提高机械效率,故D不符合题意。
故选C。
5.(1) 匀速竖直向上 偏大
(2) 有关 无关 小于
(3)80%
【详解】(1)[1]为了准确测绳端拉力F,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
[2]实验中为了方便读出弹簧测力计的示数,每次都是静止时读数,没有考虑到机械之间的摩擦力对滑轮组机械效率的影响,故测出的拉力偏小,求出的总功偏小,则机械效率偏大。
(2)[1]克服额外阻力做的功是额外功,拉升同一重物时,克服阻力大小一定,物体上升的高度越高,做的额外功越大。
[2]物重相同,滑轮组相同,阻力大小相同。物体上升的高度不同,由滑轮组的机械效率
可知,滑轮组的机械效率不变,则滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
[3]忽略摩擦阻力,根据,由表中数据可知,动滑轮重
由于实验过程中机械之间的摩擦力客观存在,所以动滑轮的重小于0.7N。
(3)第4次实验的机械效率
6.(1) 匀速 运动
(2)50%
(3)大
(4)2.2
【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,实验中应沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
[2]假设弹簧测力计静止时读数,测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦,测得的拉力偏小,即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响,所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。
(2)从图中可以看到,连在动滑轮上绳子有4股,第4次实验时,钩码提升的高度是0.1m,绳端移动的距离是s=4h=4×0.1m=0.4m。
第4次实验时机械效率为
(3)根据表格中数据及计算出的第4次实验的机械效率可得结论,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越大(高)。
(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下,由于连在动滑轮上绳子有4股。根据滑轮组省力规律可得
通过第1次数据可算出动滑轮的重力为
7.(1)匀速
(2)71.4%
(3)0.17W
(4) 增大 无关
(5)AB
【详解】(1)实验时,需用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码缓缓上升,钩码处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数等于拉力大小,才能准确测量拉力。
(2)动滑轮的机械效率
(3)动滑轮绳子段数,绳端速度
拉力功率
(4)[1]第二次实验的机械效率
第三次实验的机械效率
可见物重增大,机械效率增大。
[2]机械效率,可知与提升高度h无关,因此机械效率与重物上升高度无关。
(5)机械效率,是有用功在总功中所占的比例。
A.额外功(克服动滑轮重力做的功)减少,有用功占比提升,机械效率提高,故A符合题意;
B.有用功增大,额外功(动滑轮重、摩擦)不变,有用功占比提升,机械效率提高,故B符合题意;
C.动滑轮总重增大,额外功增多,机械效率降低,故C不符合题意;
D.由可知,机械效率与高度无关,故D不符合题意。
故选AB。
8.(1)匀速竖直向上
(2) 26 80%
(3) 改变力的方向 相同 见解析
【详解】(1)甲图中,应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,这样测力计示数才等于拉力大小;如果不沿此方向拉动弹簧测力计,此时拉力变大,总功变大,根据机械效率公式可知,测出的滑轮组机械效率将偏小。
(2)[1]由甲滑轮组可知,三次实验中绳子的有效段数均为3,则测力计移动的距离是物体上升高度的3倍,因此错误的数据为第三次弹簧测力计移动的距离为26cm,应为24cm。
[2]第2次实验中滑轮组的机械效率
(3)[1]由实验装置可知,小红多使用一个定滑轮的作用是改变力的方向。
[2][3]这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,动滑轮的重力相等,由
可知,机械效率相同。
9.(1)匀速
(2)30
(3) 80.0 低
(4)不变
(5)变小
【详解】(1)实验中,为了使弹簧测力计的示数稳定,准确测量拉力大小,弹簧测力计应竖直向上匀速拉动。
(2)由图甲可知,滑轮组绳子的有效段数,物体上升高度,则绳端移动距离
(3)[1]第2次实验中,滑轮组做的有用功
绳端拉力做的总功
滑轮组的机械效率
[2]分析表格数据,1、2、3、4次实验物重均为6N,动滑轮重分别为0.3N、1.0N、1.9N、3.2N,则对应机械效率分别为90.9%、80%、69.0%、58.8%。由表格数据可得,物重不变,动滑轮越重,机械效率越低。
(4)不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率
所以只改变绕线方法,和不变,机械效率不变。
(5)四次实验中,物体上升高度为10cm,有用功为
第一次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功为
绳端拉力做的总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第二次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功为
绳端拉力做的总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
同样步骤可得第三次、第四次摩擦引起的额外功占总额外功的比例数据。由上述分析可知,不计绳重,在物重不变的情况下,额外功主要是克服动滑轮重力和摩擦做的功。动滑轮变重时,克服动滑轮重力做的额外功占比增大,那么由摩擦引起的额外功占总额外功的比例就变小。
10. 竖直 66.7% 1、2、3 动滑轮重 0.15 C
【详解】(1)[1] 在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量匀速竖直向上拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力才等于测力计示数。
[2]第3次实验中滑轮组的机械效率为
(2)[3]已知用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,由表中第1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关,物重越大,该滑轮组的机械效率越高。
(3)[4] 由表中第3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,机械效率不同,由此可得,不同滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关。
[5]由表中第3组数据可知,有用功为
滑轮组的总功为
克服动滑轮重做的功为
则克服摩擦做的额外功为
(4)[6] A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,则测得的拉力变大,总功变大,在有用功一定时,滑轮组的机械效率将变小,A不符合题意;
B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,测得的拉力变大,总功变大,在有用功一定时,滑轮组的机械效率将变小,B不符合题意;
C.使用的动滑轮的重力小于智慧小组,克服动滑轮重力做的功减小,即额外功减小,在有用功一定时,总功减小,滑轮组的机械效率将变大,C符合题意。
故选C。
11. 缓慢 2.4 绳拉弹簧的力 83% 丙 物体越重 动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低 物体被提升的高度 偏大
【详解】(1)[1]在实验中,要正确测量绳端拉力,需竖直向上匀速缓慢拉动测力计。
(2)[2][3]由图示测力计可知,其分度值为0.2N,示数为2.4N;绳和弹簧直接接触,使弹簧伸长的力是绳拉弹簧的力。
[4]由表中实验数据可知,第2次实验,有用功
W有2=G2h2=6N×0.1m=0.6J
总功
W总2=F2s2=2.4N×0.3m=0.72J
滑轮组的机械效率
(3)[5]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,由图示可知,第4次实验所用的装置是丙。
(4)[6][7]分析第1、2次实验数据可知,使用的同一滑轮组,提升的钩码重力越大,机械效率越高,可得使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率;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,装置是丙,分析第1、3次实验数据,提升的物重相同,动滑轮重力越大,机械效率越低。
(5)[8]分析第3、4次实验数据可知,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。
(6)[9]如果让弹簧测力计保持静止时读数,则机械之间不存在摩擦,测力计示数偏小,得出的总功偏小,有用功不变,滑轮组机械效率将比其真实值偏大。
12.(1)79.8%
(2)提升物体的重力
(3) 3 动滑轮重
【详解】(1)实验2的机械效率为
(2)第1次和第2次实验数据中,动滑轮重力相同,提升的物体重力不同,机械效率也不同,由第1次和第2次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当滑轮组一定时,滑轮组的机械效率可能与提升物体的重力有关。
(3)[1][2]第2次和第3次实验数据中,提升的物体重力相同,吊着动滑轮的绳子段数相同,动滑轮重不同,机械效率也不同,由第2次和第3次实验数据可知,用滑轮组提升物体,当被提升的物体重一定时,滑轮组的机械效率可能与动滑轮重有关。
13.(1)
(2)<
(3)见解析
【详解】(1)[1][2][3]提升钩码所做有用功为
W有= F1h
总功
W总=F2s
额外功
W额=W总-W额=F2s-F1h
机械效率
(2)在使用动滑轮提升物体时,要对动滑轮做功,克服摩擦做功,所做的总功要大于只提升物体所做的功。对比两次所做的功可知
W1<W2
(3)有用功一定,减小额外功,可以提高机械效率,所以换用质量更小的滑轮或换用摩擦更小的滑轮,可以提高机械效率。
14. 弹簧测力计 乙 越低 83.3% 高
【详解】(1)[1]]在实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,以便使滑轮组处于平衡状态。
(2)[2]由图示知,第2次实验中,钩码上升高度为0.1m,绳端移动的距离为0.4m,即s1=4h1,那么滑轮组承重绳子为4根,所以是用图乙来进行实验的。
[3]由表格数据知,第1次的机械效率比第2次的大,而两次使用不同的滑轮组提升的重物相同,且第1次所用滑轮组的动滑轮个数为1个,第2次所用滑轮组的动滑轮个数为2个,所以可得:使用不同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。
(3)[4]第3次实验的机械效率
[5]比较1、3两次实验得:用同样的滑轮,拉钩码重分别为4N和6N时,机械效率分别为74.1%和83.3%,由此可得结论:使用同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
15. 缓慢拉动 4 83.3 0.12 C
【详解】(1)[1]在实验中,测绳端拉力F时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计在缓慢拉动状态下读数,示数等于拉力大小。
(2)[2]丙装置中有5段绳子与动滑轮接触,故其在工作时,绳子自由端移动的距离是物体上升距离的5倍。根据表格数据可知,第3次实验动滑轮承接的绳子的有效段数为
第4次实验绳子的有效段数为
由此可知,第3次和第4次实验是用通过丙图装置测量的。
(3)[3][4]根据第2次实验数据可知,滑轮组做的有用功
滑轮组做的总功为
则滑轮组做的额外功为
第2次实验测得的机械效率为为
(4)[5]AB.根据使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,在提升高度相同的情况下,有用功增加了,故滑轮组的机械效率要增大,故AB不符合题意;
CD.第2次实验中,同样是把6N重的物体提升0.1m,而被提升的动滑轮只有1个,机械效率是83.3%;而现在由图丙滑轮组将6N重的物体提升0.1m,被提升的动滑轮有2个,机械越复杂,摩擦越多,相对来讲额外功要多一些,机械效率是达不到83.3%的,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
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