学习了“机械效率”后,小明知道了同一动滑轮提升不同重物机械效率不同.他想知道自重不同的动滑轮提升相同重物机械效率是否相同.小明用如图所示装置,选用三个自重不同的动滑轮进行了实验,测得数据如表所示.
实验序号 |
动滑轮自重G0/N |
被提升钩码重力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 |
动滑轮的机械效率 |
① |
0.2 |
6 |
5 |
3.2 |
10 |
93.8% |
② |
0.5 |
6 |
5 |
3.4 |
10 |
88.2% |
③ |
1.5 |
6 |
5 |
4.0 |
10 |
﹣ |
(1)在实验中,弹簧测力计应竖直向上 拉动;
(2)第③次实验中,动滑轮的机械效率为 ;
(3)分析表中数据,可得出的结论是: .
某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示。第1、2、3次实验的滑轮组分别如图中的甲、乙、丙所示。
次数 |
钩码重量G/N |
钩码上升高度h/m |
有用功 W有/J |
测力计拉力F/N |
测力计移动距离s/m |
总功 W总/J |
机械效率η |
|
1 |
2 |
0.1 |
0.2 |
0.9 |
0.3 |
0.27 |
74.1% |
|
2 |
4 |
0.1 |
0.4 |
1.6 |
0. 3 |
0.48 |
83.3% |
|
3 |
4 |
0.1 |
|
1.1 |
0.5 |
0.55 |
|
(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率_________。
(2)第3次实验中所做的有用功是_________J,机械效率是_________(保留一位小数)。
(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功_________(选填“增大”或“减小”),因而,由第2、3次实验可知:组的机械效率与动滑轮自重大小_________(“有关”、“无关”)
(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有_________(答出一个即可)。
如图是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
斜面的倾斜程度 |
物块重(N) |
斜面高 (m) |
沿斜面拉力(N) |
斜面长 (m) |
机械 效率 |
较缓 |
10 |
0.1 |
5.0 |
1 |
20% |
较陡 |
10 |
0.3 |
6.7 |
1 |
45% |
最陡 |
10 |
0.5 |
8.4 |
1 |
60% |
(1)沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做 运动.
(2)比较表中“物块重”和“ ”两栏对应的数据,可知斜面是一种 (选填“省力”或“费力”)的简单机械.
(3)本实验研究了 对斜面机械效率的影响,其影响规律是 .
(4)分析第1次实验的数据可知,斜面的有用功为 J,总功为 J,斜面对物体摩擦力为 N.
在“探究滑轮组的机械效率”时,小明利用两组滑轮组进行了5次测量,用较轻的滑轮组成的滑轮组测定前4组数据,换用一个更重的动滑轮组成滑轮组测得第5组数据,测得数据如表:
实验次数 |
动滑轮重G动/N |
物重G/N |
钩码上升高度h/m |
动力F/N |
绳端移动距离s/m |
滑轮组的机械效率η/% |
1 |
0.5 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
47.6 |
2 |
0.5 |
1 |
0.2 |
0.7 |
0.6 |
47.6 |
3 |
0.5 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
60.6 |
4 |
0.5 |
4 |
0.1 |
2 |
0.3 |
① |
5 |
1 |
4 |
0.1 |
② |
0.3 |
55.6 |
(1)实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计,使钩码缓缓上升.
(2)表格中变化①处数据应为 ;根据图中弹簧测力计可知编号②数据应为 N.
(3)由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与 无关.
(4)比较第1、3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 (选填“越高”、“不变”或“越低”).
(5)比较第 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,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.
(6)分析表格中第2组数据可知,此时滑轮组克服绳重及摩擦做的那部分额外功为 J.
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,实验数据记录如下表:
实验次数 |
物重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/cm |
机械效率η |
1 |
3 |
10 |
1.6 |
30 |
62.5% |
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)在表中的空格处上第三次实验的机械效率为 .
(4)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 .
(5)若不计绳重与摩擦,用图所示铝制滑轮装置提起5N的物体时,测力计的读数为3N,则铝制滑轮的重力
是 N;若用此装置提起8N的物体,测力计的读数是 N.
小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题:
①斜面越缓越省力,是不是机械效率高呢?
②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?
为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:
实验次数 |
斜面倾角 |
物重G/N |
斜面高度 h/m |
沿斜面拉力F/N |
斜面长s/m |
有用功 W有/J |
总功 W总/J |
机械效率η(%) |
① |
45° |
1 |
0.7 |
0.9 |
1 |
|
0.9 |
77.8 |
② |
30° |
1 |
0.5 |
0.7 |
1 |
0.5 |
0.7 |
71.4 |
③ |
30° |
2 |
0.5 |
1.4 |
1 |
1 |
1.4 |
|
(1)表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数).
(2)在实验操作过程中,应沿斜面向上 拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向 移动(选填“左”或“右”).
(3)通过对比实验①②的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越 。
(4)通过对比实验 的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 。
小张同学在做实验时发现使用斜面能省力但费距离。于是他猜想利用斜面做功和不用斜面直接对物体做功可能相等。为了验证猜想,他用木块作为研究物体,在相同材质、不同倾角的斜面上进行实验,其实验过程如图所示。先用测力计测出木块的重力G,并竖直向上使木块匀速上升一段高度h;再将木块放在斜面底端,沿斜面用测力计将木块匀速拉到相同高度h。读出每次实验的拉力F的大小,量出木块上升的高度h和斜面的长度L,并把实验数据分别记录在表一、表二、表三中。
表一(斜面A)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
木块上升 距离h (米) |
斜面的长度L(米) |
直接提起木块 做功WG(焦) |
拉力通过斜面 做功WF(焦) |
1 |
2.5 |
1.5 |
0.3 |
1.2 |
0.75 |
1.8 |
2 |
5 |
3 |
0.2 |
0.8 |
1.0 |
2.4 |
3 |
7.5 |
4.5 |
0.2 |
0.8 |
1.5 |
3.6 |
表二(斜面B)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
木块上升 距离h (米) |
斜面的长度L(米) |
直接提起木块 做功WG(焦) |
拉力通过斜面 做功WF(焦) |
4 |
2.5 |
2 |
0.3 |
0.6 |
0.75 |
1.2 |
5 |
5 |
4 |
0.2 |
0.4 |
1.0 |
1.6 |
6 |
7.5 |
6 |
0.2 |
0.4 |
1.5 |
2.4 |
表三(斜面C)
实验 序号 |
重力G (牛) |
拉力F (牛) |
木块上升 距离h (米) |
斜面的长度L(米) |
直接提起木块 做功WG(焦) |
拉力通过斜面 做功WF(焦) |
7 |
2.5 |
2.25 |
0.3 |
0.42 |
0.75 |
0.95 |
8 |
5 |
4.5 |
0.2 |
0.28 |
1.0 |
1.26 |
9 |
7.5 |
6.75 |
0.2 |
0.28 |
1.5 |
1.89 |
(1)实验结果表明:利用斜面对物体做功 不用斜面直接对物体做功(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2) 请进一步综合分析表一、表二、表三中的最后两列相关数据并归纳得出结论:
(a) 分析表一或表二或表三中WG和WF的数据及相关条件,可得出的初步结论是:
。
(b) 分析表一和表二和表三中WG和WF的数据及相关条件,可得出的初步结论是:
。
(3)小张同学为寻找更普遍性的实验结论,应该选择 继续进行实验。
小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况”,使用了如图所示的实验装置.实验前,小军用弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N,实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的弹簧测力计示数,并将其填写在预先设计好的表格中(见下表)
序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
动滑轮重G0/N |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
所挂钩码的重力G/N |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
3.5 |
4.0 |
弹簧测力计示数F/N |
0.8 |
1.0 |
1.3 |
1.5 |
1.8 |
2.0 |
2.3 |
2.5 |
分析实验数据可以得到:
(1)在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用动滑轮 (选填“省力”或“不省力”);
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的示数F与钩码的重力G以及动滑轮的重力G0的关系为 ;
(3)第6组数据中,钩码匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为 .
用如图所示装置测量动滑轮的机械效率.实验时,竖直向上的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)第②次实验时,测得动滑轮的机械效率约为 .
(2)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”)
(3)分析表中数据可知,F≠,可能的原因是: .
小明在做“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,数据如表:
试验次数 |
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 |
1 |
6 |
3 |
2.5 |
9 |
2 |
6 |
5 |
2.5 |
18 |
3 |
6 |
8 |
2.5 |
24 |
(1)表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是 .
(2)3次实验中滑轮组的机械效率是 .
(3)请帮助小明画出该滑轮组的绕线方式.
(4)本实验得到的结论是: .
某实验小组利用如图所示的实验装置测滑轮组的机械效率,得到的实验数据如下表.
(1)从表中的实验数据可以分析得出:第一次实验数据是用 (选填“甲”或“乙”)实验装置测得的.
(2)分析比较第一次实验和第二次实验的数据可以得到的结论 .
(3)分析比较第一次实验和第三次实验的数据可以得到的结论 .
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组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3组实验,实验数据记录如下:
⑴在实验操作中应该使钩码 (选填“快速”或“缓慢”)上升;
⑵进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为 (保留三位有效数字);
⑶进行第3次测量时,弹簧测力计示数为 N,滑轮组做的有用功是 J;
⑷分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与 有关。
用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率与动滑轮重G动的关系:
(1)实验时,应 竖直向下拉动弹簧测力计。
(2)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知: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 。
(3)分析图象中的A点可知,被提升物体所受的重力为 N。(忽略绳重和摩擦)
用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小明和小红各选取一种方法做实验。
(1)小明采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组用3N的拉力F将重6.3N的物体匀速提升了0.1m的距离,则有用功为 J,此滑轮组的机械效率为 。
(2)小红采用了另一种绕线方法组装滑轮组,请帮助小红在图乙中画出滑轮组的绕线。
如图所示,在“测滑轮组机械效率”的实验中,若物体重6N.
(1)实验时应沿竖直方向 拉动弹簧测力计.若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图所示,则滑轮组的机械效率是
(2)若仅增加物体的重力(不计摩擦),该滑轮组的机械效率将
试题篮
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