探究滑轮组的机械效率

探究滑轮组的机械效率

副标题

题号一二总分

得分

一、实验探究题(本大题共14小题，共84.0分)

1.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．

（1）实验中应沿竖直方向 ______ 缓慢拉动弹簧测力计．

（2）小组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“不正确”），因为她没有考虑到

______ 对滑轮组机械效率的影响．

（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整．

（4）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）

（5）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）

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 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 ______ ______

2.有人说，同一机械的机械效率是不变的．小华设计了“探究滑

轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是

否正确．

（1）用笔画线代替绳子，在图甲中画出最省力的绳子绕法．

（2）如图乙所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质

量，通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升，测得数据如

下表（取10N/）：

序号重物质量/kg 重物上升距离

/cm

弹簧测力计示数/N

绳端移动距离

/cm

机械效率

1 0.1 10 1.1 20 45.5%

2 0.2 10 1.6 20 ---

3 0.3 10 2.1 20 71.4%

第2次实验中的机械效率是 ______ ；根据表中数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 ______ ．

3.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）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G 并填入表格． （2）按如安装滑轮组，分别记下钩码和弹簧测力计的位置．

（3）拉动弹簧测力计并读出拉力F 的值，用刻度尺测出的钩码上升的高度h 和弹簧测力计移动的距离s ，将这三个量填入表格． （4）算出有用功W 有、总功W 总、机械效率η并填入表格． （5）改变钩码上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据．

实验次数 钩码重力G/N 物体上升的高度h /cm 有用功W 有/J 拉力F/N 弹簧测力

计移动的距离s /cm 总功W 总/J

机械效率

η

1 6 3.00 18.00 2.38 9.00 21.4

2 84.0% 2 6 5.00 30.00 2.40 15.00 36.00 83.3%

3 6 8.00 48.00 2.36 24.00 56.6

4 84.7% 4

6

10.00

60.00

2.35

30.00

70.50

85.1%

实验结论：在忽略绳子的重力和摩擦的情况下，滑轮组的机械效率与所提升物体的重

力和高度无关．

请你评价小明和小红的实验报告．

（1）指出实验步骤中存在的错误和不足；

（2）从理论上分析说明他们实验结论的局限性．

4.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升，实验数据如下表：

序号 动滑轮重 G 动/N 钩码重力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 ③

0.2

2

0.2

1.2

0.4

83.3%

（1）弹簧测力计应该 ______ 并匀速拉动绳子．

（2）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为 ______ ．

（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 ______ ；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将 ______ ．（选填“增大”、“减小”或“不变”） （4）分析表中数据可知，F≠

G 动+G 2

，可能的原因是： ______ ．

5.在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三次实验，实验数据记录如表：

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 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 78.4% 3

6

0.05

①

0.15

②

______ ．

（2）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 ______ 有关．

6.甲乙两位同学合作完成“测滑轮组的机械效率”，装置如图，现已测得所挂物体重为G ，动滑轮重为G 1，于是甲同学认为操作可以结束了，可令重物上升

h 米，可以计算出滑轮组的机械效率为η=GG GG +G 1

G ×100%=G

G +G 1

×100%．乙同

学认为这样不妥，他认为还是要用弹簧测力计匀速竖直地拉动绳子的自由端，并读出弹簧测力计的示数，记为F ，然后根据公式η=GG

GG ×100%=

GG

G

•3h ×100%=GG

3G ×100%．

①你认为 ______ （选填：甲或乙）操作合理．

②操作欠妥的一次，测得机械效率偏 ______ （选填：大或小） ③引起误差的原因 ______ ．

7.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N ． （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 ，若钩码上升的高度为10cm ，则有用功是 ______ J ，滑轮组的机械效率为 ______ ．

（2）若减少钩码的个数，该滑轮组的机械效率将 ______ ．（填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）当被提起的重物变重时，滑轮组的机械效率就 ______ （填“变大”、“变小”或“不变”）．

8.以下是小王同学“探究滑轮组的机械效率跟所提升物重是否有关”的实验的部分过程，请帮助他完成下列填空．

（1）提供的实验器材有：滑轮组1套、轻重不同的两个物体、刻度尺、铁架台、细线，你认为还需要补充的测量工具是 ______ ．

（2）用同一滑轮组先后提升不同重物，相关数据收集在下面的表格中，请将表格数据补充完整． 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/%

① 4 0.1 1.8 0.3 74.1 ②

6

0.1

2.4

0.3

______

（3）分析数据可以看出：同一滑轮组的机械效率 ______ 恒定的（是/不是）．

（4）小王使用滑轮组提升重物时，测力计的示数一会儿大，一会儿小，弄得他一时不知该何时读数，你认为他在测量中应该在 ______ 时读数．