【实验题】1测量滑轮组机械效率实验(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义

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中考物理二轮考点过关:测量滑轮组机械效率实验
考点梳理
1.滑轮(组)机械效率的测量实验
实验目的:测量滑轮组的机械效率
实验原理:η==
实验器材:滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤:
(1)用弹簧测力计测量出钩码的重力G;
(2)按装置图把滑轮组和刻度尺安装好,并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置;(3)竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升,读出其示数F,并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s;
(4)分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η,将各项数据填入下表
(5)增加被提升钩码的个数,重复步骤(2)(3)(4)
实验数据:
次数钩码重
G/N
钩码上升
的高度h/m
有用功W

/J
绳端的拉
力F/N
绳端移动
的距离s/m
总功W总/J机械效率n
1100.11 4.20.3 1.2679.4% 2150.1 1.5 6.00.3 1.883.3% 3200.127.50.3 2.2588.9%注意事项:
(l)匀速拉动弹簧测力计,目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变;
(2)为了便于读数,钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数;
(3)多次测量的目的是进行一些必要的比较,利用不完全归纳法总结规律,而不是求平均值.
实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物越重,滑轮组的机械效率越大
强化练习
1.测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录如表:
实验次数钩码的重
力G/N
钩码上升的
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动的
距离s/m
机械
效率η
1 2.00.100.90.3074.1%
2 2.00.150.90.4574.1%
3 2.00.200.90.6074.1%
4 4.00.20 1.60.60
(1)实验时应竖直向上拉弹簧测力计使物体
缓慢上升。

(2)第4次实验测得滑轮组的机械效率约为(结果保留到0.1%)。

(3)分析表中实验数据可得: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;提升不同物体,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越。

(4)机械效率是机械性能好坏的重要标志。

结合生产生活实际,请你再提出一种提高滑轮组机械效率的措施:。

2.用如图所示器材测滑轮组的机械效率。

(1)在图上画出滑轮组最省力的绕线方式;
(2)安装好实验器材后,记下钩码和拴住弹簧测力计的线端原先的位置;
(3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m,钩码重1.5N,其他被测数据如下表:
拉力F/N拉弹簧测力计的线端通过距离
s/m
有用功W有用/J总功W总/J机械效率
0.60.6
请根据已知和所测数据,计算出表中空格中未填数据,并填入表格中相应的空格内;
(4)若不考虑装置摩擦的影响,用上述装置提起重1.5N的钩码,机械效率为η1;提起
重3N的钩码,机械效率为η2,则
η1η2(填“>”、“<”或“=”)。

3.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(如图所示),实验数据记录如下表。

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
12100.83083.3%
2410 1.530
36103090.9%
(1)在2次实验中,滑轮组的机械效率为(结果保留一位小数)。

(2)由图可知,第3次实验中,弹簧测力计的示数为N,第3次实验中滑轮组的机械效率为(百分数内保留一位小数)。

(3)根据这三次实验数据可知,由同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率(选填“高”或“低”)。

(4)根据实验结论推测,使用该滑轮组,再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为(填序号)。

A.71.6%
B.82.6%
C.92.4%
(5)若不考虑绳重与摩擦,另外滑轮组的机械效率还与动滑轮的有关。

其关系是。

4.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
140.1 2.70.274% 240.1 1.80.374% 380.1 3.10.386% 480.1 2.5
0.4
(1)实验中应沿竖直方向
缓慢拉动弹簧测力计。

(2)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的数据填写完整,机械效率η=。

(3)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。

(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,,滑轮组的机械效率越低。

5.如图在探究滑轮组机械效率的实验中,实验中每个钩码重2N,获得的数据如下表:
实验次数钩码重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(%)
140.1 1.80.3
260.1 2.40.383%
340.1 1.40.557%
440.2 1.4 1.057%(1)在实验中,测绳端拉力F时,应拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数,第1次实验测得的机械效率为(保留两位有效数字);
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用图做的(选填a、b、c);
(3)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,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率(选填越大、越小、不变);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.
6.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,晓理用如图所示的滑轮组分别做了三次实验:第一次使用塑料滑轮,第二次使用铝制滑轮,第三次使用铁制滑轮,三种滑轮的体积相同且都是均匀实心的,实验数据记录如表。

实验次数滑轮材

钩码重
G/N
钩码上升的距
离h/cm
弹簧测力计的
示数F/N
弹簧测力计上升
的距离s/cm
机械效率
η
1塑料310 1.63062.5% 2铝31023050% 3铁310 2.530
(1
)这个实验使用的测量工具是
和弹簧测力计。

(2)第3次实验的机械效率为%。

(3)从实验数据分析可知:提升同一物体,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越。

7.同学们在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时,设计了如图所示的两个滑轮组,分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子自由端拉力F、绳子自由端移动距离S,计算出相应的机械效率η,并将它们填入下表中。

号G

/N G/N h/m F/N s/mη
1 1.0 2.00.1 1.00.366.7%
2 1.0 4.00.1 1.80.374.1%
(1)实验中,测机械效率的原理是η=。

(2)实验中,序号1代表图中滑轮组。

(选填“甲”、“乙”)
(3)在图乙的实验中,滑轮组提升物体所做的有用功为J。

(4)生活中利用滑轮组提升重物时,提高其机械效率的方法有哪些(写出一种即可)。

8.在探究“滑轮组机械效率”时,小强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,如表:
实验次数物重G

/N动滑轮重
G动/N 钩码上升的
高度
h/m
动力F/N动力作用点
移动的距离
s/m
滑轮组的机
械效率η
110.50.10.70.347.3% 220.50.1 1.10.360.6% 340.50.120.3
4410.10.5
(1)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量
匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验时滑轮组的机械效率为(保留一位小数);
(3)读出第4次实验时图乙中弹簧测力计的示数为N;
(4)第4组实验中克服动滑轮重力和摩擦力所做的额外功为J(不计绳重)。

9.在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。

序号动滑轮物重
G动/N 钩码总重
G/N
钩码上升的
高度h/m
弹簧测力计
F/N
绳自由端上
升的
高度s/m
动滑轮的机
械效率η/%
①0.310.20.700.471.4%
②0.320.2 1.280.478.1%
③0.4340.20.4
(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,拉力所做的额外功为J,动滑轮的机械效率为%;
(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(选填“减小”、“不变”或“增大”),你认为其原因


(4)为提高动滑轮的机械效率,下列措施可行的是(多选)
A.增加钩码的总重B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油D.换用质量更小的滑轮
10.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中分别用图甲、乙、丙、丁所示实验装置测得四次数据如表所示。

(1)实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。

(2)用丁图所示装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整。

(3)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。

(填实验次数的序号)
(4)通过比较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。

(填实验次数的序号)
(5)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,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越(选填“低”或“高”)。

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
140.1 2.70.274% 240.1 1.80.374% 380.1 3.10.386% 480.1 2.5
11.如图1
,是某小组同学用来探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验,则:
(1)实验中用到的测量工具有刻度尺和。

(2)实验中要(选填“匀速”或“加速”)竖直向上拉动物体,目的是使物体处于平衡状态,便于准确读数。

(3)比较甲、乙两图可得,滑轮组的机械效率η甲η乙(选填“>”、“<”或“=”)。

(4)结合所学知识,当动滑轮的重G0相同时,滑轮组的机械效率η与物体重力G的关系可能比较符合的图2是。

12.如图所示是测量滑轮组的机械效率的实验装置,相关数据记录在表中。

(1)请分析表格中实验数据,在图中画出滑轮组的绕线方法。

(2)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上拉动弹簧测力计(选填“匀速”或“变速”)。

实验序号钩码重
/N
钩码上升的高
度/m
绳端的拉
力/N
绳端移动的
距离/m
机械效率
140.10 1.80.3 260.10 2.50.3 360.15 2.5
(3)第三次实验中,滑轮组的机械效率为。

(4)分析实验数据发现,用同一滑轮组提升重物的重力变大时(不计摩擦力),滑轮组的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

13.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:实验次数123
钩码重G/N446
钩码上升高度h/m0.150.150.15
绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s/m0.450.750.45
机械效率η74%
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用(选填“甲”或“乙”)图做的实验。

(2)第3次实验时滑轮组的机械效率是。

(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,滑轮组的机械效率。

(4)比较第1次实验和第3次实验可得正确结论:使用同一滑轮组,,可以提高滑轮组的机械效率。

14.晓理同学用如图所示的滑轮组进行“测量滑轮组机械效率”的实验,实验数据如表。

(细绳重力忽略不计)
(1)实验数据记录表中有一个数据是错误的,错误的数据是。

(2)第1次实验中滑轮组的机械效率(保留两位有效数字)。

(3)在测量拉力时,晓理同学觉得匀速拉动弹簧测力计不便于读数,就让弹簧测力计处于静止状态读数,他的读数与实际相比(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm 143 1.89
265 2.417
388 3.124
参考答案1.测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录如表:
实验次数钩码的重
力G/N
钩码上升的
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动的
距离s/m
机械
效率η
1 2.00.100.90.3074.1%
2 2.00.150.90.4574.1%
3 2.00.200.90.6074.1%
4 4.00.20 1.60.60
(1)实验时应竖直向上拉弹簧测力计使物体匀速
缓慢上升。

(2)第4次实验测得滑轮组的机械效率约为83.3%(结果保留到0.1%)。

(3)分析表中实验数据可得: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;提升不同物体,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。

(4)机械效率是机械性能好坏的重要标志。

结合生产生活实际,请你再提出一种提高滑轮组机械效率的措施:减小动滑轮的重(或减小摩擦)。

【解答】解:(1)实验时应竖直向上拉弹簧测力计使物体匀速缓慢上升,此时,系统处于平衡状态,拉力才等于测力计示数;
(2)第4次实验测得滑轮组的机械效率约为:
η===≈83.3%;
(3)分析表中实验1、2、3数据可得: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;
分析表中3、4数据可知,提升不同物体,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)滑轮组的机械效率η=×100%,在有用功不变的条件下,通过减小额外功从减小总功,可提升机械效率,故可减小动滑轮的重(或减小摩擦)。

故答案为:(1)匀速;(2)83.3%;(3)相同;高;(4)减小动滑轮的重(或减小摩擦)。

2.用如图所示器材测滑轮组的机械效率。

(1)在图上画出滑轮组最省力的绕线方式;
(2)安装好实验器材后,记下钩码和拴住弹簧测力计的线端原先的位置;
(3)某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m,钩码重1.5N,其他被测数据如下表:
拉力F/N拉弹簧测力计的线端通过距离
s/m
有用功W有用/J总功W总/J机械效率
0.60.60.3
0.3683.3%
请根据已知和所测数据,计算出表中空格中未填数据,并填入表格中相应的空格内;(4)若不考虑装置摩擦的影响,用上述装置提起重1.5N的钩码,机械效率为η1;提起重3N的钩码,机械效率为η2,则η1<η2(填“>”、“<”或“=”)。

【解答】解:(1)吊起动滑轮的绳子股数越多越省力,一个动滑轮上最多可用3股绳吊起,此时最省力,如下图所示:
(3)有用功为:W有用=Gh=1.5N×0.2m=0.3J,
总功为:W总=Fs=0.6N×0.6m=0.36J,
机械效率为
η==×100%≈83.3%。

(4)若不考虑装置摩擦的影响,同一滑轮组额外功相同,吊起重物越重,有用功越大,机械效率越大,故η1<η2。

故答案为:(1)见上图;(3)0.3;0.36;83.3%;(4)<。

3.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(如图所示),实验数据记录如下表。

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
12100.83083.3%
2410 1.530
36103090.9%
(1)在2次实验中,滑轮组的机械效率为88.9%(结果保留一位小数)。

(2)由图可知,第3次实验中,弹簧测力计的示数为 2.2N,第3次实验中滑轮组的机械效率为90.9%(百分数内保留一位小数)。

(3)根据这三次实验数据可知,由同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率高(选填“高”或“低”)。

(4)根据实验结论推测,使用该滑轮组,再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为C(填序号)。

A.71.6%
B.82.6%
C.92.4%
(5)若不考虑绳重与摩擦,另外滑轮组的机械效率还与动滑轮的重有关。

其关系是提升同一物体,动滑轮个数越多(越重),机械效率越低。

【解答】解:(1)在2次实验中滑轮组的机械效率为:
η==×100%=×100%≈88.9%;
(2)测力计分度值为0.2N,第3次实验中弹簧测力计的示数为2.2N;
η′=×100%=×100%=90.9%;
(3)纵向分析数据可得结论,同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率填高;
(4)因同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率填高,故当使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提10cm,此时滑轮组的机械效率要大于90.9%,故可能为92.4%,选C。

(5)若不考虑绳重与摩擦,另外滑轮组的机械效率还与动滑轮的重有关,其关系是提升同一物体,动滑轮个数越多(越重),机械效率越低。

故答案为:(1)88.9%;(2)2.2;90.9%;(3)高;(4)C;(5)重;提升同一物体,动滑轮个数越多(越重),机械效率越低。

4.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
140.1 2.70.274%
240.1 1.80.374%
380.1 3.10.386%
480.1 2.5
0.4
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。

(2)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的数据填写完整,机械
效率η=80%。

(3)通过比较2、3(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。

(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低。

【解答】解:(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计;
(2)用丁图所示装置进行实验,第4次实验的机械效率为:η==×100%=×100%=80%;
(3)研究滑轮组的机械效率与物重的关系,要控制其它因素相同,只改变物重大小,故通过比较2、3两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;
(4)第3次实验克服一个动滑轮的自重做功,第4次实验要克服两个动滑轮自重做功,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,滑轮组机械效率越低。

故答案为:(1)匀速;(2)80%;(3)2、3;(4)动滑轮越重。

5.如图在探究滑轮组机械效率的实验中,实验中每个钩码重2N,获得的数据如下表:
实验次数钩码重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(%)
140.1 1.80.3
260.1 2.40.383%
340.1 1.40.557%
440.2 1.4 1.057%(1)在实验中,测绳端拉力F时,应匀速竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数,第1次实验测得的机械效率为74%(保留两位有效数字);
(2)分析表中数据可知:第4次实验是用c图做的(选填a、b、c);
(3)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,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越小(选填越大、越小、不变);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无关.
【解答】解:(1)在实验中,测绳端拉力F时,应匀速竖直拉动弹簧测力计,使钩码处于平衡状态.
第1次实验测得的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%≈74%;
(2)第四次实验绳子自由端移动的距离是物体上升高度的5倍,所以应该有5段承重绳子,故第四次实验是用c图做的.
(3)由1、3次实验数据可知,使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),需要克服的额外功多,有用功不变,滑轮组的机械效率越小.
分析第3、4次实验数据可知:滑轮组的机械效率相同,所以滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
故答案为:(1)匀速竖直向上;74%;(2)c;(3)越小;无关。

6.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,晓理用如图所示的滑轮组分别做了三次实验:第一次使用塑料滑轮,第二次使用铝制滑轮,第三次使用铁制滑轮,三种滑轮的体积相同且都是均匀实心的,实验数据记录如表。

实验次数滑轮材

钩码重
G/N
钩码上升的距
离h/cm
弹簧测力计的
示数F/N
弹簧测力计上升
的距离s/cm
机械效率
η
1塑料310 1.63062.5% 2铝31023050% 3铁310 2.530
(1)这个实验使用的测量工具是
刻度尺和弹簧测力计。

(2)第3次实验的机械效率为40%。

(3)从实验数据分析可知:提升同一物体,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。

【解答】解:(1)在此实验中需要测量物体上升的高度和绳端移动的距离,所以还需要用到刻度尺。

(2)第3次实验的机械效率:
η====40%
(4)提升同一物体,所做有用功相同,动滑轮越重,所做的额外功越多,机械效率越低。

故答案为:(1)刻度尺;(2)40;(3)低。

7.同学们在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时,设计了如图所示的两个滑轮组,分别测量两次实验的动滑轮重G动、钩码总重G、钩码上升高度h、绳子自由端拉力F、绳子自由端移动距离S,计算出相应的机械效率η,并将它们填入下表中。

号G
/N G/N h/m F/N s/mη

1 1.0 2.00.1 1.00.366.7%
2 1.0 4.00.1 1.80.374.1%
(1)实验中,测机械效率的原理是η==。

(2)实验中,序号1代表图中甲滑轮组。

(选填“甲”、“乙”)
(3)在图乙的实验中,滑轮组提升物体所做的有用功为0.4J。

(4)生活中利用滑轮组提升重物时,提高其机械效率的方法有哪些增加重物的重力(写出一种即可)。

【解答】解:(1)根据W有用=Gh求出有用功,根据W总=Fs求出总功,然后根据机械效率公式η==求出机械效率;
(2)实验中,序号1物体的重力为2.0N,序号2物体的重力为4.0N,序号1物体的重力大于2,由图知,序号1是甲滑轮组做的;
(3)在图乙的实验中,拉力做的有用功:W有用=Gh=4.0N×0.1m=0.4J;
(4)由η==可知,提高机械效率的方法:在提升物体重力一定的条件下,减小额外功即减小动滑轮的重力或减小摩擦力;提高物体的重力也可以提高机械效率。

故答案为:(1)=;(2)甲;(3)0.4;(4)增加重物的重力。

8.在探究“滑轮组机械效率”时,小强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,如表:
实验次数物重G
/N动滑轮重钩码上升的动力F/N动力作用点滑轮组的机物
G动/N高度
h/m 移动的距离
s/m
械效率η
110.50.10.70.347.3% 220.50.1 1.10.360.6% 340.50.120.3
4410.10.5
(1)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量竖直方向
匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验时滑轮组的机械效率为66.7%(保留一位小数);
(3)读出第4次实验时图乙中弹簧测力计的示数为 1.4N;
(4)第4组实验中克服动滑轮重力和摩擦力所做的额外功为0.3J(不计绳重)。

【解答】解:
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;
(2)第3次实验时滑轮组的机械效率为:η===×100%≈66.7%;
(3)由图知,测力计的分度值为0.1N,所以其示数为F=1.4N;
(4)根据表中第4组数据可知,有用功:W有=Gh=4N×0.1m=0.4J;
克服动滑轮重做的功:W动=G动h=1N×0.1m=0.1J;
总功:W总=Fs=1.4N×0.5m=0.7J;
所以克服摩擦力和滑轮重力所做的功为:W额外=W总﹣W有=0.7J﹣0.4J=0.3J。

故答案为:(1)竖直方向;(2)66.7%;(3)1.4;(4)0.3。

9.在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。

序号动滑轮物重
G动/N 钩码总重
G/N
钩码上升的
高度h/m
弹簧测力计
F/N
绳自由端上
升的
高度s/m
动滑轮的机
械效率η/%
①0.310.20.700.471.4%
②0.320.2 1.280.478.1%
③0.4340.20.4
(1)实验时,小佳应沿竖直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 2.4N,拉力所做的额外功为0.16J,动滑轮的机械效率为83.3%;
(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增大(选填“减小”、“不变”或“增大”),你认为其原因是摩擦力变大;
(4)为提高动滑轮的机械效率,下列措施可行的是ACD(多选)
A.增加钩码的总重B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油D.换用质量更小的滑轮
【解答】解:
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
(2)第3次实验中,由图可知,弹簧测力计的示数为2.4N;
滑轮对钩码所做的功为W有=Gh=4N×0.2m=0.8J,
拉力做的总功W总=Fs=2.4N×0.4m=0.96J;
额外功为:W额=W总﹣W有=0.96J﹣0.8J=0.16J;
动滑轮的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%;
(3)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W额1=W总1﹣W有1=F1s﹣G1h=0.7N×0.4m﹣1N×0.2m=
0.08J,
第二次拉力所做的额外功W额2=W总2﹣W有2=F2s﹣G2h=1.28N×0.4m﹣2N×0.2m=
0.114J,
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大,由表格数据最后一列可知,动滑轮的机械效率增大;
实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,额外功增大的原因是摩擦力变大;
(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正确;
B.钩码上升的高度与机械效率无关,故B错误;
C.在滑轮转轴处涂润滑油能减小额外功,能增大效率;故C正确;
D.换用质量更小的滑轮,能减小额外功,增大机械效率,故D正确。

故答案为:(1)竖直;(2)2.4;0.16;83.3;(3)增大;摩擦力变大;(4)ACD。

10.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中分别用图甲、乙、丙、丁所示实验装置测得四次数据如表所示。

(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。

(2)用丁图所示装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整。

(3)通过比较1、2两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。

(填实验次数的序号)
(4)通过比较2、3两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。

(填实验次数的序号)
(5)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,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越高(选填“低”或“高”)。

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
140.1 2.70.274% 240.1 1.80.374%。

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