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”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．

某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：

试验序号	钩码g/N	钩码上升的高度/m	绳端的拉力/N	绳端移动的距离/m	机械功率
①	4	0.1	1.8	0.3	74.1
②	6	0.1	2.4	0.3

（1）实验时，应沿竖直方向    拉动弹簧测力计.
（2）第②次实验中，拉力做的总功是    J，滑轮组做的有用功是    J，滑轮组的机械效率=    %（结果保留一位小数）.

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）在下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”）。

在探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时，某物理兴趣小组的同学提出了三种不同的猜想：
A．斜面越倾斜斜面机械效率越大；
B．斜面越倾斜斜面机械效率越小；
C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度无关。
他们用如图所示的探究装置，在不同的倾斜程度下做了三次试验，实验中应保持物体在斜面上的运动状态是                   。请回答下列问题：

①每次实验时，斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体应该         （选填“相同”或“不相同”）；改变斜面的倾斜程度是指改变                         （选填（斜面的长度、斜面的高度、斜面与水平面的夹角）；实验时应把物体沿着斜面往上缓慢拉动．
②在以下六个物理量中：被拉物体的重量G、弹簧秤的拉力F、斜面的长度L、斜面的高度H、物体在斜面上通过的距离s、物体上升的高度h，实验必须要测量的物理量是   （只填所测物理量的符号）；用需要测量的物理量的符号表示斜面的机械效率的计算式是        
③如果猜想C是正确的，则在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值就应该                 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“基本不变”）．如果在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值逐渐增大，这说明实验前的猜想             是正确的．

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”）．

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”）．

如图是小莹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 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）小莹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，物块受到的摩擦力是________N。
⑵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。

加热时间/min	0	1	2	3	4
温度/℃	沙子	20	25	29	34	38
水	20	21	22	23	24

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：        ．

小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如右图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：

斜面 倾斜角θ	小车重G/N	斜面高 h/m	斜面长	拉力 F/N	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械效率η
12°	5	0.2	1	2.1		2.1	48%
30°	5	0.5	1	3.6	2.5		69%
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3

⑴请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据。
⑵分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越       ，斜面越省力，斜面的机械效率越          。
⑶实验过程中拉力的方向应与斜面          。
⑷若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持                 不变，斜面的光滑程度不变，只改变              ,这种研究问题的方法我们称之为            法。

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。

小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题：
（1）使用动滑轮能否省功？
（2）动滑轮的机械效率与什么因素有关？
实验得到下表中的数据：

钩码 重/N	钩码上升的距离/m	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计 移动距离/m	W有用功/J	W总/J	机械效率η / %
1	0.10	0.6	0.20	0.10	0.12	83.33
2	0.15	1.1	0.30	0.30	0.33	90.91
3	0.20	1.6	0.40	0.60	0.64

（1）提升3N钩码时的机械效率是            。
（2）分析3次实验的数据可初步得出的结论是：使用动滑轮              。
（3）既然有如上结论，为什么还要使用动滑轮，请引用表中数据举例说明：                 。
(4)分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是：                                 。

利用如图所示的装置做“测滑轮组机械效率”的实验，在全班交流时，老师汇总了6个小组的实验数据记录，如下表：

实验小组	钩码重G（N）	动滑轮G′（N）	拉力F（N）	滑轮组的机械效率η
1	0.5	0.4	0.35	47.6％
2	0.5	0.4	0.38	43.9％
3	1	0.6	0.62	53.8％
4	1	0.8	0.71	46.9％
5	2	0.6	0.98	68.0％
6	2	0.8	1.06	62.9％

 

对这6组实验数据进行分类比较分析，同学们基本形成了下列一些认识：
（1）比较3、4两小组的实验数据，有同学认为：               可能是影响滑轮组效率的因素之一，并且       两小组的实验数据可以支持这种看法。
（2）比较3、5两小组的实验数据，有同学认为：              可能也是影响滑轮组效率的因素之一，并且        两小组的实验数据可以支持这种看法。
（3）对于1、2两小组的实验，所用动滑轮重和提起的钩码重都相同，而测出的滑轮机械效率却不同。关于这个问题，同学中分别提出了两种猜想：
A．可能是由于滑轮工作时的摩擦不同造成的；
B．可能是由于实验观察或操作存在某些问题造成的。
大家认为，这两种猜想都是有道理的。那么：
①你认为，提出猜想A的理由是：                                  。
②对于猜想B，你认为有哪些观察或操作因素会影响测量结果？请说出两点：
a：                                                            ；
b：                                                            ；

(6分）某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表

试验序号	钩码G/N	钩码上升的高度h/cm	绳端的拉力F/N	绳端移动的距离s/cm	机械功率/%
①	4	10	1.8	30	74.1
②	6	10	2.4	30

⑴第2次实验中，滑轮组做的有用功是　______J，滑轮组的机械效率η=　______　%（结果保留一位小数）．
⑵实验时要竖直向上__________拉动弹簧测力计时读出拉力的大小；若在静止状态下读出拉力有大小，则测出的机械效率　_______　（变大/变小/不变）
⑶由记录数据分析，两次机械效率不同的主要原因是______________　．除此之外，你认为滑轮组的机械效率还与____________有关。