初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．(5分)
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为     N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.4m，则杠杆的机械效率为    ．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：                ．

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：       ；请简要说明理由：                             ．

为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，小黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动，如图所示，实数据记录如下表：
   

实验次数	斜面的倾斜程度	木块重量G／N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	机械效率η
1	较缓	10	0.4	6.6	1
2	较陡	10	0.5	7.6	1	65.8%
3	最陡	10	0.6	8.4	1	71.4%

（1）根据表中数据可求出第1次实验：有用功是________J，总功是__________J，机械效率是_____________，拉木块时克服摩擦力做的功是__________J。
（2）分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾斜程度越陡，所需的拉力越_________，斜面的机械效率越___________。

下面是“探究斜面的机械效率”得到的实验数据，请完成下面的填空。
表一：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率η
1	较缓	木板	0.2	10	2	1	5	5	40.0％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	最陡	木板	0.6	10	6	1	7	7	85.6％

(1)由表一可知，在斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越________，斜面的机械效率越________。(选填“大”、“小”、“高”或“低”)
表二：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率 η
1	较陡	毛巾	0.4	10	4	1	7	7	57.1％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	较陡	玻璃	0.4	10	4	1	5	5	80.0％

(2)由表二可知，在斜面的倾斜程度一定时，斜面越________，斜面的机械效率越________。(选填“粗糙”、“光滑”、“高”或“低”)
(3)从表一中还可以发现，斜面的倾斜程度越小，越_________(选填“省力”或“费力”)；斜面越省力，机械效率越________(选填“高”或“低”)。
⑷我们的校园中，有什么应用到斜面的知识，请举一例：________________________。

某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂
回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________

(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

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实验，实验数据如下表．

（1）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度__________，与所提物体的重力大小__________；（均选填“有关”或“无关”）
（2）算出第4次实验的机械效率为__________；
（3）如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更________，所以机械效率更__________；（均选填“大”或“小”）
（4）关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是（   ）

A．提升越重的物体，机械效率越大

B．有用功越大，机械效率一定越大

C．额外功越大，机械效率一定越小

D．同一机械的机械效率是恒定不变的

（5）在正确操作该实验时，应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计，若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

【改编】小明同学要探究“斜面的机械效率跟倾斜程度的关系”实验中，他需保证斜面的_________相同，改变其       。现有一块长木板、一个弹簧测力计、几个木块，一把刻度尺，请你帮他完成实验设计。

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次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。

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）实验中应沿竖直方向      拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（2）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     。
（3）第3次实验的机械效率是    。
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，把同一重物提升相同高度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：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。

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      ．

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“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”）．

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）

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，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）．

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”）．