初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如图所示。下表是他们实验记录的有关数据。

实验 次数	斜面 倾角	斜面 材料	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
1		玻璃	7	0.5	4.9	1	3.5	4.9	71.4%
2		木板	7	0.5	6.0	1	3.5
3		毛巾	7	0.5	6.5	1	3.5	6.5	53.8%
4		木板	7	0.34	4.9	1	2.38	4.9	48.6%
5		毛巾	7	0.26	5.1	1	1.82	5.1	35.7%

（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了                  。
（2）在第2次实验中，拉力做的总功是________J，斜面的机械效率是___________。
（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：当其它条件一定时，                                  。
（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。你认为存在的问题是：                        。
（5）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小，越_______（选填“省力”或“费力”）。

（1）下图所示的各组热学实验中：①用力下压活塞，棉花燃烧，这个实验说明了        。
②烧瓶内的水停止沸腾时，浇上凉水可以看到水重新沸腾起来，这个实验说明了        。
③水蒸气喷到冷的玻璃板上，形成小水滴，玻璃板温度升高，这个实验说明了        。
（2）小周用图l2所示的装置“探究凸透镜成像规律”。
①调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，其目的是使像能成在        。
②小周在图12所示位置得到一个清晰的像。老师要求她在凸透镜不动的情况下，把蜡烛向靠近凸透镜移动，在光屏上能成一个       （更大、更小）的实像．同时把光屏向远离凸透镜移动。
③小周把自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清．她应当向__________移动光屏，可再次得到清晰的像。（远离凸透镜、靠近凸透镜、保持光屏不动）
（3）全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：

A．斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；

B．跟斜面的粗糙程度有关；

C．跟斜面的长度有关；

D．跟物体的重力有关。

小明同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。

实验次数	斜面倾角	斜面粗糙程度	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	30°	粗糙	1	0．5	0．7	1	0.5	0.7
②	30°	稍光滑	1	0．5	0．6	1	0.5	0.6	83
③	45°	粗糙	1	0．7	0．9	1	0.7	0.9	78

①请你替小明在上表中的空格处填上适当的数据          （小数位参照表中相关数据）。
②通过对比实验①②数据，可验证猜想____________（填写字母）。
③通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越_______。
（4）如图是小红连接的测定额定电压为2.5 V小灯泡电阻的实验电路。

①请你在只改变一根导线连接的情况下，使电路正常工作。(用“×”标出改动之处，画出改接导线)
②小红将电路改接正确后，按正确的操作测得的数据填入表中。表中空白处的数据应是              。从表中可以看出计算出的三次小灯泡电阻不相等，你认为可能的原因是                                    。

③根据在该实验中已经测得的数据，还可以得到小灯泡的额定功率是       W。

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。

(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为        N。

下面是小聪和小明做“测滑轮组的机械效率”的实验．
（1）小聪和小明两人用弹簧测力计测钩码重量时的情形分别如图甲、乙所示，你认为　　是正确的（选填“甲”或“乙”）
（2）他们正确进行实验后，测出如下表中的数据，实验装置如图丙、丁所示．

物理量	试验1	试验2	试验3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升的高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	2.0	1.4	2.8
绳端移动距离s/m	0.3	0.5	0.3
机械效率η	67%

①通过表中数据可分析出实验1是用　丙　图所示的装置做的实验，实验2是用　　图所示的装置做的实验，实验2的机械效率为　　，实验3的机械效率为　　．
②通过实验1和实验2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　　．
③比较实验1和试验3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．

如图是测定滑轮组机械效率的实验装置，小明测量的有关数据如下表所示：

次数	钩码重 G/N	钩码上升的高度h/m	拉力 F/N	细线自由端移动的距离s/m	机械效率 η/%
1	2.0	0. 03	1.6	0.06
2	3.0	0.05		0.1	75

（1）请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况，并补全表中的空格。
（2）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将        （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小明在实验过程中，应当            拉动弹簧测力计，才能使弹簧测力计的示数保持稳定。

在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：

钩码重（N）	弹簧测力计读数（N）	钩码移动的距离（m）	弹簧测力计移动的距离（m）	有用功（J）	总功（J）	机械效率
3	1.2	0.1	0.3

（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；
（2）在右边方框中画出滑轮组及绕法；

（3）实验时，应使弹簧测力计做　      运动.小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比　      （填“偏小”、“偏大”或“相等”）

如图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置

(1)实验时，用手        匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
(2)为了测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计            (选填“缓慢匀速提升”或“静止”)时读数，第3次实验的拉力读数如图所示，则第3次实验的机械效率为         ．

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/m	拉力F/N	绳自由端移动的距离s/m	机械效率η
1	1	0.1	0.6	0.3	55.6％
2	2	0.1	0.9	0.3	74.1％
3	3	0.1		0.3

(3)小华对上述三个机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率．这种做法对吗？为什么？                          ．

(4分)小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．

⑴ 他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F₁，测得A、B两点上升的高度分别为h₁、h₂，则此次杠杆的机械效率为η =     ．（用物理量的符号表示）
⑵ 他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h₂，则弹簧测力计的示数将     （大于/等于/小于）F₁，此次弹簧测力计做的功将     （大于/等于/小于）第一次做的功．
⑶ 他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h₂，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比     （最大/最小/三次相等）．

小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。（支点和杠杆的摩擦不计）问：

（1）重为 $5N$的钩码挂在 $A$点时，人的拉力 $F$为 $4N$，钩码上升 $0.3m$时，动力作用点 $C$上升 $0.5m$，此时机械效率 ${\eta }_1$为多大？

（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到 $B$点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点 $C$仍然上升 $0.5m$。问：人的拉力 $F$与第一次相比　变小　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$。比较此时的机械效率 ${\eta }_2$与 ${\eta }_1$的大小并用学过的知识给以推导。

如图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置．
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动．实验的部分数据如下：

实验次数	斜面的倾斜程度	物块重量G/N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长S/m	机械效率
1	较缓	10	0.1	5.0	1
2	较陡	10	0.3	6.7	1	45%
3	最陡	10	0.5	8.4	1	60%

（1）小明探究的是斜面的机械效率跟      的关系．在第1次实验中，斜面的机械效率为      ，物块和斜面的内能增加了约      J．
（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越      ．若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持      不变．

在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据.

（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_______J,
人做的总功为______J.
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是                     ；结合测力计放大图，可知小强的错误是                  .
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是            .（保留1位小数）

用图示装置探究“斜面机械效率”，沿斜面拉动物体做匀速直线运动.
实验记录如下表．


(1)第2次实验的机械效率为_______%．
(2)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．
(3)第1次实验中，木块所受摩擦力为_______N．

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“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
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9 %

 
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为        （结果保留一位小数）
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为       N。
（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，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       （只填序号）
A.71.6%                    B. 82.4%                   C. 92.1%

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，用一个动滑轮和一个定滑轮测定前4组数据，用二个动滑轮和二个定滑轮得第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	动力作用点移动距离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	0.5

（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．
（2）实验中应沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计．
（3）表格中变化①处数据应为　 　；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为　　N．
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与　        　无关．
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和　    　有关．
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是　 　的（填“正确”或“错误”）．你是用小明收集的数据中　 　两组数据对比分析来判断的．