初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

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”）．

某同学在“探究动滑轮”的实验中，实验数据填在下表中：

（1）弹簧测力计应沿竖直方向     提升钩码；
（2）分析比较表格中   （用物理量的符号表示）两个物理量大小，可知使用动滑轮可以省力；
（3）请把表格中的空白处数据填写完整；
（4）分析数据还可以发现动滑轮的机械效率与     有关．

小宇在“研究滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：

实验次数	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		9
2	6	5	2.5	15
3	6	18	2.5	54

（1）分析表中数据，回答以下问题：
①第1次实验测力计示数如图甲是_________N；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是_________；
③滑轮组的机械效率与_________无关。
（2）小红在小宇实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变施力的_________；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率是_________（填“相同”或“不相同”）的。

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）

某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。

实验次数 物理量	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.6	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η	74.1%	62.5%

（1）实验中应沿竖直方向         拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用        （选填“甲”或 “乙”）图所示装置做的实验。
（3）通过第1次实验和第2次实验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（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率        （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=        m，机械效率η=        。
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物重越大，滑轮组的机械效率    （选填“越高”、“不变”或“越低”）。

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：


(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     ；根据图乙中弹簧测力计可知编号②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”．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．

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”）．

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”）。

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”）．

小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：

第2次实验中所做的有用功是          J，机械效率是______ ．
分析表中1、2两次数据可知：使用同一滑轮组，          可以提高滑轮组的机械效率；分析表中1、3两次数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度        ．
(3)小红在小明实验的基础上增加一个滑轮进行实验，如图乙所示，当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率        （选填“相同”、“不相同”）．

实验次数	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	机械效率η
1	4	1	1.8	3	74.1%
2	6	1	2.4	3
3	4	2	1.8	6	74.1%

 

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）．

在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表1所示。
表1：

（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是        （结果精确到0.1%）。这次数据是用图中       （填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
        
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该      。在第1次实验中，拉力F所做的额外功为      J。
（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断：  。

实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：

物理量	1	2	3
钩码重G（N）	4	4	6
钩码上升高度h（m）	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F（N）	1.8	1.4	2.4
绳端移动距离S（m）	0.3	0.5	0.3
机械效率η	74%

（1）通过表中数据可分析出实验1是用        （填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用         （填“甲”或“乙”）图做的实验。
（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
（3）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___________。
（4）比较实验1和实验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。

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：                               ．