2024年中考物理二轮复习必考重难点亮点专题必练(全国通用)
专题38 探究滑轮组(含斜面)机械效率实验问题
1.(2023黑龙江绥化) 如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如下表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
实验次数 钩码重力G/N 提升高度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 0.3
2 8 01 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 05 80.0%
(1)在实验中,应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计;
(2)第一次实验中,如图所示,弹簧测力计的示数是___________N,机械效率是___________(精确到0.1%);
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:___________;
(4)由_____两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低;
(5)在第三次实验操作的基础上,如图丁所示改变绳端拉力方向,测得的滑轮组机械效率将________。(选填“偏高”“偏低”或“不变”)
2.(2023山东枣庄) 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离S/m 机械效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.5 88.9%
(1)实验时应沿竖直方向______缓慢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______的装置完成的,它的机械效率η=_____;
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想I是_____(选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较_______(填实验序号)两次实验数据得出结论: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)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__________。
3. 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。______(把表格画在答题卡的方框里面)
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持______不变,这里采用的科学研究方法是______。
4. 许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持__________(选填“很大”或“很小”)的坡度;
(2)图乙所示实验中,对于同一个球A,要改变A撞击木块前的动能大小,可进行的操作是_________;
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为,物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时,应使B做___运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为__________。
5. (2023湖南湘潭)用图所示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 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做________运动。第 1次实验时,钩码上升的时间为 3s,此过程中,绳子自由端上升的速度为________m/s;
(2)第4次实验时所做的有用功为________J, 滑轮组的机械效率是________%;
(3)分析 1、2、4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 2、3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”);
(4)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. 换用更轻的动滑轮B. 加快提升物体的速度
6.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率,得到实验数据如下表。
序号 动滑轮重 G动/N 钩码重 G/N 钩码上升高 度h/m 绳的拉 力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 η
① 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3%
② 0.1 2 0.2 1.1 0.4 90.9%
③ 0.2 2 0.2 1.2 0.4
(1)实验时,应竖直向上______拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)第③次实验时,测得动滑轮的机械效率为______(结果保留一位小数);
(3)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将______(增大/减小/不变);提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将______(增大/减小/不变);
(4)分析表中数据发现,F≠,排除操作错误,最可能的原因是:______。
7. 在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计;
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,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 蝇瑞移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 03
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______:根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式( );
(2)分析表中数据可知: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______(选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是______
8. 下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告,
实验名称:测量滑轮组的机械效率
实验步骤:
(1)观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。
(2)如图1所示,测量物体G所受的重力为 。
(3)如图2所示,实验过程中, 拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值,用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将数据填入表格。根据表格中的数据,可以知道他们选用的滑轮组是 (选填甲”或“乙”)
(4)仅改变重物G上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据实验记录:
实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移机动的距离s/cm 机械效率η
1 5.00 1.80 15.00 85.2%
2 8.00 1.77 24.00 86.6%
3 10.00 1.75 30.00 87.6%
实验结论:滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论: (选填“科学”或“不科学”);请说明你的理由 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率,建议进一步探究:改变 ,重复实验(3)步骤,计算出机械效率进行比较分析。
(5)小明在实验探究过程中,改变不同的物理量,得出多组数据的目的是 。9. 测量如图所示滑轮组的机械效率,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 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 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)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。
(2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。
(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”)。
(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2024年中考物理二轮复习必考重难点亮点专题必练(全国通用)
专题38 探究滑轮组(含斜面)机械效率实验问题
1.(2023黑龙江绥化) 如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如下表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
实验次数 钩码重力G/N 提升高度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 0.3
2 8 01 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 05 80.0%
(1)在实验中,应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计;
(2)第一次实验中,如图所示,弹簧测力计的示数是___________N,机械效率是___________(精确到0.1%);
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:___________;
(4)由_____两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低;
(5)在第三次实验操作的基础上,如图丁所示改变绳端拉力方向,测得的滑轮组机械效率将________。(选填“偏高”“偏低”或“不变”)
【答案】 (1)缓慢匀速 (2) 1.8 74.1% (3)见解析 (4) 2、3 (5)偏低
【解析】(1)在实验中,测量绳端拉力F时,应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升,物体处于平衡状态,此时弹簧测力示数等于拉力大小。
(2)由图可知,弹簧测力计最小分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为1.8N。
分析第1次实验中数据可知,根据可得,机械效率为
(3)由控制变量法可知,比较第1、2次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,重物越重,机械效率越高。
(4)比较第2、3次实验数据可得出结论:滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关,在提起的物重一定时,动滑轮越重,机械效率越低。
(5)由图丁可知,拉力F沿斜向上方向拉动时,拉力的力臂变短,省力变小,与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升,因此总功更大,因有用功不变,根据可得,机械效率偏小。
2.(2023山东枣庄) 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离S/m 机械效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.5 88.9%
(1)实验时应沿竖直方向______缓慢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______的装置完成的,它的机械效率η=_____;
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想I是_____(选填“正确”或“错误”)的;
(4)通过比较_______(填实验序号)两次实验数据得出结论: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)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__________。
【答案】 (1)匀速 (2)丙 80% (3)错误 (4) 1、2 (5)越低
【解析】(1)实验时,需要读出测力计的示数,所以需要匀速缓慢的拉动测力计,以方便读数。
(2)由表中数据可得,钩码移动的距离为0.1m时,绳子端移动的距离为0.4m,则绳子的股数为
即动滑轮上有4股绳,所以丙图符合题意。
由表中数据可得,有用功为
W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J
总功为
W总=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J
机械效率为
(3)对比2、4的数据发现,其它条件不变,只改变物体提升的高度,机械效率是不变的,所以猜想一是错误的。
(4)要想得到同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高的结论,需要保证滑轮组不变,重物提升的高度也不变,只改变重物的重力,所以表中1、2号实验符合条件。
(5)对比2、3次实验可以发现,重物的重力不变,提升的高度也不变,但滑轮组中动滑轮的个数增多了,且动滑轮个数越多,机械效率越低,所以可得结论: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。
3. 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。______(把表格画在答题卡的方框里面)
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持______不变,这里采用的科学研究方法是______。
【答案】 (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 机械效率
1
2
3
(3)斜面的粗糙程度 控制变量法
【解析】(1)测量机械效率需要知道做的有用功和总功,功的多少要通过公式W=Fs计算得出,所以需要测量的物理量有长度的大小和力的大小,需要的测量工具为弹簧测力计和刻度尺。
(2)需要测量的物理量有:斜面的倾斜程度、物体重力、拉力大小、斜面高度和斜面长度,需要计算的物理量有有用功和总功、机械效率,设计表格如下图所示:
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 机械效率
1
2
3
(3)因为本实验中认为影响机械效率的因素有两个,所以在探究机械效率与斜面的倾斜程度的关系时,要控制斜面的粗糙程度一定,采用了控制变量法。
4. 许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持__________(选填“很大”或“很小”)的坡度;
(2)图乙所示实验中,对于同一个球A,要改变A撞击木块前的动能大小,可进行的操作是_________;
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为,物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时,应使B做___运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为__________。
【答案】 (1)很小 (2)改变在斜面上静止释放的高度 (3)匀速直线 80%
【解析】(1)图甲所示实验中,斜面很大的坡度,小车运动速度将会很大,运动时间很小,测量运动时间不方便。为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持很小的坡度。
(2)图乙所示实验中,球A的动能是由重力势能转化而来的。对于同一个球A,要改变A撞击木块前的动能大小,可进行的操作是改变在斜面上静止释放的高度。
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为,物体B重为。为了便于读出弹簧测力计的示数,用弹簧测力计沿斜面拉动B时,应使B做匀速直线运动。
[4]实验中弹簧测力计示数如图所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为2.5N。设斜面高为h,由数学知识知,斜面长
则所测斜面的机械效率为
5. (2023湖南湘潭)用图所示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 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码向上做________运动。第 1次实验时,钩码上升的时间为 3s,此过程中,绳子自由端上升的速度为________m/s;
(2)第4次实验时所做的有用功为________J, 滑轮组的机械效率是________%;
(3)分析 1、2、4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 2、3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”);
(4)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. 换用更轻的动滑轮B. 加快提升物体的速度
【答案】(1)匀速直线 0.05 (2) 0.3 80 (3) 大 无关 (4)A
【解析】(1)实验中为使弹簧测力计读数平稳,需要使钩码做匀速直线运动。
第 1次实验中,绳子3s钟的时间,移动的距离为15cm,则绳子移动的速度为
(2)第4次实验时所做的有用功为
第4次实验做的总功为
第4次实验滑轮组的机械效率为
(3)根据1、2、4次实验的数据可知,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高。
2、3两次实验中,钩码的重力相同,只改变钩码上升的高度,滑轮组的机械效率不变,可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)根据效率公式可知,提高机械效率的方法一为:额外功一定时,增加有用功,即增加物重;二为:有用功一定时减少额外功,即换用轻质滑轮,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
6.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率,得到实验数据如下表。
序号 动滑轮重 G动/N 钩码重 G/N 钩码上升高 度h/m 绳的拉 力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 η
① 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3%
② 0.1 2 0.2 1.1 0.4 90.9%
③ 0.2 2 0.2 1.2 0.4
(1)实验时,应竖直向上______拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)第③次实验时,测得动滑轮的机械效率为______(结果保留一位小数);
(3)分析表中数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将______(增大/减小/不变);提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将______(增大/减小/不变);
(4)分析表中数据发现,F≠,排除操作错误,最可能的原因是:______。
【答案】(1)匀速 (2)83.3% (3)增大 减小 (4)存在绳重、摩擦
【解析】(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且在拉动过程中读数。
(2)第③次实验时,动滑轮的机械效率为
(3)由表中实验序号为①②的实验数据可知,对于同一动滑轮,所提升钩码的重力增大,机械效率将增大;由表中实验序号为②③的实验数据可知,提升相同重力的钩码时,动滑轮的重力增大,其机械效率将减小。
(4)由于滑轮与轮轴间存在摩擦,缠绕滑轮的绳子有重力,因此
7. 在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;
猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;
为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计;
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,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 蝇瑞移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
3 6.0 0.1 2.5 03
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______:根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式( );
(2)分析表中数据可知: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______(选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是______
【答案】 (1) 80.0% (2) (3)越高 (4)自重不同的滑轮
【解析】(1)第3次实验中,有用功W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率
因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍,所心滑轮组承重绳子的根数为3,那么滑轮组的绕线如图:
(2)分析表格数据知,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高。
(3)猜想二,要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,换用自重不同的动滑轮进行实验。
8. 下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告,
实验名称:测量滑轮组的机械效率
实验步骤:
(1)观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。
(2)如图1所示,测量物体G所受的重力为 。
(3)如图2所示,实验过程中, 拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值,用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将数据填入表格。根据表格中的数据,可以知道他们选用的滑轮组是 (选填甲”或“乙”)
(4)仅改变重物G上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据实验记录:
实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移机动的距离s/cm 机械效率η
1 5.00 1.80 15.00 85.2%
2 8.00 1.77 24.00 86.6%
3 10.00 1.75 30.00 87.6%
实验结论:滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论: (选填“科学”或“不科学”);请说明你的理由 。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率,建议进一步探究:改变 ,重复实验(3)步骤,计算出机械效率进行比较分析。
(5)小明在实验探究过程中,改变不同的物理量,得出多组数据的目的是 。
【答案】(1)分度值;(2)4.6N;(3)匀速;刻度尺;乙;(4)①不科学;根据η=×100%,滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关;②提升物体的重力。(5)避免实验偶然性,使结论更具普遍性。
【解析】(1)测力计使用前,要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值;
(2)根据测力计分度值读数;
(3)使用弹簧测力计时应保证系统处于平衡状态,故应该匀速拉动。测量长度的工具是刻度尺;根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh,根据绳n=求出绳子的有效段数分析回答;
(4)①滑轮组的机械效率η====,据此分析;
②为得出普遍性的结论要多测量。
(5)测量多组数据,重复实验可以避免实验偶然性,得出普遍规律。
9. 测量如图所示滑轮组的机械效率,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 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 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)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。
(2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。
(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”)。
(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
【答案】(1)匀速;0.6;(2)0.075;62.5%;(3)大;无关;(4)B。
【解析】(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为0.6N;
(2)第2次实验时所做的有用功为:
W有用2=G2h2=1.5N×0.05m=0.075J;
第2次做的总功:W总2=F2s2=0.8N×0.15m=0.12J;
滑轮组的机械效率是:
η==×100%=62.5%;
(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,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无关;
(4)A.增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大;
C.由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据v=,机械效率与物体提升的速度无关,
故选B。