初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

物理活动课上，同学们骑自行车经过一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着“S”形路线骑向坡顶，到达坡顶时两人颇有思考地一番对话，如图所示．

（1）为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率：
①如图2所示，选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个，还需要的测量工具是    和    ．
②在实验过程中应沿斜面拉动木块1做    运动．
③他们进行了甲、乙、丙三次操作：以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是    （选填“甲、乙”或“甲、丙”或“乙、丙”）．
④如果小明的说法正确，你选择的两次操作中机械效率的大小关系是   （甲、乙、丙的机械效率分别用η_甲、η_乙、η_丙表示）．

（2）小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用，请举出一例：    ．

如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。
（1）实验时要竖直向上且____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，是____N，则滑轮组的机械效率是____。
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（不计摩擦）

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”）．

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，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	66.7
5	1	4	0.1	1.6	0.5	①

 

（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）表格中编号①处数据应为      ；
（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”．分析表中数据，你认为这句话是      的（填“正确”或“错误”）．

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第l 、2 、3 次实验装置分别如下图中的所示，记录的数据如下表：

次数	钩码重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 （
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	l.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.l	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，滑轮组的机械效率越      ．
（2）第3 次实验中所做的有用功是      J，机械效率是     ．
（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“增加”或“减小”）．因而，由第2 、3 次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，     额外功（选填“增大”或“减小”）．

如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中

A．甲图省力，机械效率甲图大

B．甲图省力，机械效率一样大

C．乙图省力，机械效率乙图大

D．乙图省力，机械效率一样大

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      ．

某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的装置匀速提起重物，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）对该同学实验记录进行有关分析后发现他的实验结果违背物理规律，其表现在于：                              。
（2）图乙是测力计的放大图。结合图甲你会发现导致实验结果违背物理规律的原因是                           。
（3）纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率为            。

小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了五次实验，实验中读数准确，数据记录如下表：

（1）请画出实验中所使用滑轮组的绳子绕法；
（2）表中有一个数据的记录是不合理的，此数据是      ；
（3）第三次实验的机械效率为         ，综合表中数据可得：滑轮组的机械效率与        和        无关；
（4）若用此滑轮组提升4N的物体，该滑轮组机械效率将      （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）小明在实验过程中竖直匀速拉动弹簧测力计，在此过程中，物块的机械能
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

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%