初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

在探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验中，某实验小组做出了如下猜想：

A．滑轮组的机械效率与动滑轮自重有关

B．滑轮组的机械效率与所提的物重有关

C．滑轮组的机械效率与绳重有关

D．滑轮组的机械效率与绳和滑轮之间的摩擦有关

针对上述猜想，该实验小组的同学利用如图所示的实验装置测得三组实验数据如下表所示，其中第1、2、3次实验的装置分别如图甲、乙、丙所示。

次数	钩码重 G/N	钩码上 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）第3次实验中所做的有用功是         J，机械效率是         。
（2）在实验操作中应竖直向上         拉动弹簧测力计。
（3）比较第1次实验和第2次实验，可以证明猜想         （填字母）是正确的。
（4）比较第         次实验可以证明猜想A是正确的，这是因为动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功         （填“增大”或“减小”）。
（5）请你就如何提高滑轮组机械效率的问题提出两点合理建议：
建议一：                             
建议二：                             

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，


(1)透过表中的数据可分析出实验l是用____图做的实验；
(2)透过实验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（动滑轮的总质量越大）．滑轮组的机械效率越_______(填“高”或“低”)；
(3)再用实验l使用的装置图作第3次实验，在表中把实验3的数据补充完整；
(4)对比实验l和实验3可以得出结论：

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W_G和W_F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W_G和W_F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。

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小红用如图所示的外形相同、但材料不同的滑轮组，按图中顺序做了三次实验，实验数据如下表：


（1）在实验操作中应 __________ 拉动弹簧测力计。（2）请在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。
（3）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________。
（4）她想继续研究物体重力对机械效率是否有影响，
请简要写出实验方法：

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：
　　
(1)分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，该错误数据是         ；
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)小红在小明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         ，
②两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物（不计绳重及摩擦），那么所测机械效率是否相同： 　 　 ，理由是：        ．

在测图示动滑轮机械效率时得到如下数据（绳重和摩擦不计）：

实验序号	物重G/N	拉力F/N	移动距离S/m	钩码升高h/m
1	1	0.65	0.4	0.2
2	1.5	0.9	0.4	0.2

（2）若实验时弹簧测力计没有沿竖直方向拉动，则测出的机械效率　 　（变大/变小/不变）

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。

小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图所示。

（1）表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为     。
（2）根据另一组正确的数据计算出的机械效率为    ；比较两次的机械效率可以
得出的结论是：                  。

实验次数	物重G/N	物体上升高度h/m	拉力F/N	绳自由端上升距离s/m	η
1	2	0.1	1.1	0.2
2	4	0.1	2.0	0.3

（3）实验中拉动弹簧测力计时要注意            。
（4）小刚用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象，引起这种现象的原因是      造成的。为改变这种现象，小刚让弹簧测力计静止下来读数，这样他测得的机械效率将    （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率     （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

图是测滑轮组的机械效率的装置图。用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重为6N钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A' 位置匀速竖直上升到B' 位置， 在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为2.5N，则：

(1) 总功是        J。
(2) 滑轮组的机械效率是        。
(3) 若将三个钩码减少到两个，该滑轮组的机械效率将     （填：“增大”、“减小”或“不变”）。

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？                          ．

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　 　．

如图甲所示，是测量滑轮组机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将总质量为400g的重物从A位置匀速提升到位置，同时弹簧测力计从图中的B位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据实验完成下列问题：（取g=10N/kg）

（1）弹簧测力计对绳的拉力F所做的功为     J；
（2）该滑轮组的机械效率是      ％。（保留一位小数）

小丽同学利用如图所示的滑轮组做探究“滑轮组的机械效率与被提升物体所受重力的关系”的实验。实验数据记录如下表。

序号	钩码总重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)	机械效率 η(%)
1	2	0.1	0.8	0.3	83.3
2	5	0.1	1.8	0.3	92.6
3	8	0.1	2.8	0.3	95.2

根据小丽同学的实验数据可得到的结论是：使用同一滑轮组提升重物时，被提升物体          越大，       。

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：                       ．

小丽同学利用如图所示的滑轮组做探究“滑轮组的机械效率与被提升物体所受重力的关系”的实验。实验数据记录如下表。

序号	钩码总重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	机械效率 η
1	1	0.1	0.6	0.3	56%
2	2	0.1	1.0	0.3	67%
3	3	0.1	1.4	0.3	71%

根据小丽同学的实验数据可得到的结论是：使用同一滑轮组提升重物时，________。