初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图所示装置匀速提升钩码，测得了四组数据，如表所示．

实验次数	两个	钩码共重G/N	钩码上升的高度h/cm	测力计的示数F/N	测力计移动的距离s/cm
1	3	4	1.2	12
2	3	6	1.2	18
3	3	8	1.2	27
4	3	10	1.2	30

（1）实验时，应      拉动弹簧测力计，使钩码匀速升高．
（2）前三次实验中，第      次实验数据明显出现错误，应当剔除．
（3）第四次实验中，有用功是      J，滑轮组的机械效率为      %．若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将      （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）根据以上信息，可以判断出该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与      是否有关．

在“再探动滑轮”的活动中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下

实验序号	钩码重G/N	拉力F/N	钩码上升高度h/cm	绳端移动距离S/cm
①	1.0	0.7	10	20
②	2.0	1.2	10	20
③	3.0	1.7	10	20

（1）实验时，用手竖直向上      拉动弹簧测力计，读出测力计的示数．
（2）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是      ．
（3）第①次实验中，拉力所做的有用功是      J，总功是      J，动滑轮的机械效率为      ．
（4）由表中实验数据计算推知，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”）．

如图所示，是测量滑轮组机械效率的实验装置．

（1）用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为5N的钩码，由图示可知拉力大小为  N，将弹簧测力计向上移动12cm，则钩码上升的高度为  cm，该滑轮组的机械效率是  （结果保留到0.1%）．
（2）提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更轻巧．若如图装置中动滑轮的重为G₁，用它提升一重物，滑轮组的机械效率为75%；改用一个轻质材料制作的重为G₂的动滑轮后，再提升同一重物，滑轮组的机械效率提高到了90%，则G₂与G₁之比为  （不计绳重及各处的摩擦）．

某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据．

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重力G/N	斜面高度h/m	拉力F/N	斜面长度S/m	机械效率η
1	较缓	5	0.2	2.4	1	41.7%
2	较陡	5	0.5	3.2	1	78.1%
3	最陡	5	0.7	4.3	1	81.4%

（1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越      力（选填“省”或“费”）．
（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为      ．
（3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与      和      有关．
（4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力      物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

小明测量如图所示中甲、乙两不同滑轮组的机械效率，他匀速拉动弹簧测力计，正确操作并将实验数据记录如表：（绳重、摩擦和弹簧测力计自重均不计）：

滑轮组	物体重G/N	物体上升的高度h/N	拉力F/N	绳自由端移动的距离s/m	机械效率η
甲	3	0.1	2	0.2	75%
乙	3	0.1	2	0.3

（1）甲图中定滑轮的作用是      ．
（2）乙滑轮组的机械效率为      ．
（3）甲、乙滑轮组机械效率不同的原因是      ．
（4）甲滑轮组中动滑轮的重力是      N．
（5）若甲滑轮组提升的物体重从3N增加到5N，其机械效率将      （变大/不变/变小）．

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红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，实验数据记录如表所示．

实验次数	无重G/N	物体上升的距离h/cm	弹簧测力计的读数F/N	弹簧测力计上升的距离s/s	机械效率η
1	3	10	1.6	30	62.65
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30

（1）这个实验使用的测量工具是      和弹簧测力计．
（2）在实验操作中应竖直向上      拉动弹簧测力计．
（3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率．
（4）由实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越      ．

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示．她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜面倾斜角θ	小车重G/N	斜面高h/m	斜面长S/m	拉力F/N	有用功W有/J	总功W总/J	机械效率η/%
12°	5	0.2	1	2.1	（a）	2.1	47.6
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	（b）	69.4
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	（c）

（1）实验过程中拉力的方向应为      ，小车在斜面上应做      运动．
（2）表格中的三处空格中的是数据应为：（a）      ；（b）      ；（c）      ．
（3）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越      ，斜面拉力越大，斜面的机械效率越      ．
（4）若将小车换成等质量的木块做实验，则每组数据中测力计的示数将      （变大\变小\不变），机械效率将      （变大\变小\不变）．
（5）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持      不变，只改变      ．

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如表所示．

序号	钩码重G/N	钩码上升的高度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	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格处，填上合适的数据．
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

（3）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量沿      方向      拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数；第1次实验测得滑轮组的机械效率为      ．
（4）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在      范围内．

如图所示是某同学“探究斜面”实验装置图．实验前他做了如下猜想：

A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动，分别做了四次实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙 程度	木块重量G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面长 s/m	有用功 W有/J	总功W总/J	机械效率 η
1	较缓	木板表面	2	0.1	0.6	0.5	0.2	0.3	67%
2	较陡	木板表面	2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%
3	最陡	木板表面	2	0.3	1.4	0.5	0.6	0.7	86%
4	最陡	毛巾表面	2	0.3	1.6	0.5

 
（1）实验中，测有用功和总功的原理是_______，测机械效率的原理是______________。
（2）请将上表所缺的数据补充完整．
（3）比较        两次实验可知猜想A是正确的．
（4）比较1、2、3次实验得到的结论是：当斜面粗糙程度、木块重量相同时，斜面越平缓沿斜面的拉力越_________，机械效率越___________．
（5）从数据分析可知使用斜面可以省________，但不能省______。（选填“力”和“功”）

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：

物理量 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h
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）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，且在且___________（静止时/拉动时）读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为_______。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用______图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）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；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________。
（5）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_________。

如图是某同学“测滑轮组机械效率”的实验装置，并做了如下实验记录：

钩码重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）
2	0.1	0.4	0.3

（1）如果你对该同学的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于___________      _____。如图是测力计的放大图，结合图你会发现导致实验结果违背物理规律的原因，其原因是                 。纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率为         。

（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将       。（“增大”、“减小”或“不变”）

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为         N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为         %．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：                                    ．
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数	钩码悬挂点	钩码总重G/N	钩码移动距离h/m	拉力F/N	测力计移动距离s/m	机械效率η/%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：          ；请简要说明两条理由：①                  ；②                      ．

如图是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮，若使绳端的拉力沿向上的方向

（1）请在图中画出该滑轮组的绳子绕法。
（2）完善下列实验步骤：

A．按组装图把实验器材装配好

B．用弹簧秤测量出重物的重力

C．在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重物和弹簧秤的位置

D．拉弹簧秤，使重物上升一段距离，读出

E．用刻度尺分别量出      和      移动的距离
F．由测得的数据，求出滑轮组的机械效率
（3）在这个实验中，若物重4N,重物上升了0.1m，弹簧秤示数为2N，请计算该滑轮组的机械效率η＝   。
（4）你能分析一下效率不是100%的原因吗？请你试着写出两条：           、           。

某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证．

（1）如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作      ．
（2）下列A、B是同学提出的两个猜想：
猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；
猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关；
（3）为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验．
（a）按图      滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想A的，若实验测得两个滑轮组的机械效率大小      （相等/不相等），则可初步判断猜想A是错误的；
（b）按图      滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是      （正确/错误）的．
（4）接着，小组进行了实验验证．

用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表。

实验次数	物体种类	物重G/N	斜面高h/cm	沿斜面的拉力F/N	斜面长s/cm	机械效率η/%
1	木块	4	15	1.1	90	60.6
2	小车	4	15		90

(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动。
(2)根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为______%。由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，____越小，机械效率越大。