初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。

序号	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	滑轮组的 机械效率η
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
3	0.5	4	0.1	2	0.3

（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）第三次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为____W，滑轮组的机械效率为____。
（3）分析表格中数据发现：用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做额外功将____，滑轮组的机械效率____（两空选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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，实验数据记录如下表：

实验 次数	物重 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/cm	机械 效率η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30

（1）在实验操作中应竖直向上         拉动弹簧测力计。
（2）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        。

探究斜面的过程中，小兰同学所在的实验小组记录的数据如表所示．

测量 次数	F/N	s/m	G/N	h/m	Fs/J	Gh/J
1	0.21	1.0	1	0.20	0.21	0.20
2	0.76	1.0	3	0.25	0.76	0.75
3	0.25	1.0	1	0.30	0.25	0.30

（1）小兰对数据的可靠性分析、评估时发表第_    组数据记录有误．小兰做出这种判断的依据是：    ．

（2）在前面探究的基础上，小兰等同学将小车的翻过来（轮子向上）进行实验，发现计算出来的“Fs”和“Gh”差距较大．激发出探究“影响斜面的机械效率的因素”的兴趣，小兰认为可能影响斜面机械效率的因素有斜面的粗糙程度、倾斜程度、木块的重力．小兰对某个因素的探究时，记录实验数据如表：

斜面倾斜程度	小车重G/N	小车上升 高度h/m	沿斜面拉力F/N	小车移动 距离s/m	机械效率h
较缓	10	0.1	3	1	33％
较陡	10	0.2	4	1
最陡	10	0.4	6	1	67％

请根据以上实验数据回答：
①小兰探究过程中，控制的变量是：    和    ．
②“较陡”时，斜面的机械效率为   ．
③通过对上述实验数据的分析，小兰获得的初步结论是：       相同时，      ，斜面的机械效率越大．
④实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，物体受到的摩擦力f与拉力F的大小关系为f     F（选填“大于”、“等于”或“小于”） ．

某兴趣小组学习机械效率知识后，为“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”，设计了如下实验探究过程：先用弹簧测力计测出物体的重G，按如图所示组装好器材。拉动弹簧测力计，使物体匀速上升，用刻度尺．分别测出物体上升的高度h和测力计移动的距离s，在物体静止时读出拉力的大小F。
（1）以上操作过程中存在一处错误是_____________________，        
正确的操作方法是___________________
（2）改正错误后，正确操作得到的实验数据如表：

滑轮	物体重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
甲	1	20	1.1	20
乙	1	20	0.6	40

比较测力计示数的大小，可知使用动滑轮的好处是_______________；在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的好处，应选择__________。
（3）使用动滑轮所做的有用功是___________J，动滑轮的机械效率是_______.比较定滑轮和动滑轮的机械效率，两种滑轮的机械效率不同的原因是_____________________.

做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：

通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是________________，除此之外弹簧测力计还应沿_______方向做________________运动时“使用动滑轮能省一半的力”。
（2）分析表中数据你还发现：随物重的增大该装置的机械效率__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

小明要进行“测滑轮组机械效率”的实验。
（1）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。
（a）第2次实验中，机械效率是               。
（b）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            。
(c)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。
(2)若两次实验中的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮机械效率却不同，原因不可能是(    )

A．滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同	B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上	D．钩码被提升的高度不同

如图是某同学“测滑轮组机械效率”的实验装置，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）如果你对该同学的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于___________      _____。如图是测力计的放大图，结合图你会发现导致实验结果违背物理规律的原因，其原因是                 。纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率为         。

（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将       。（“增大”、“减小”或“不变”）

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．

（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0.3m，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：

次数	钩码 悬挂点	钩码总重 G/N	钩码移动距离 h/m	拉力 F/N	测力计移动距离 s/m	机械效率 η/%
1	A点	1.5	0.10	0.7	0.30	71.4
2	B点	2.0	0.15	1.2	0.30	83.3

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：　  　；
请简要说明两条理由：
①　                                       　；
②　                                       　．

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。

小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点．

（1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上_________拉动弹簧测力计，拉力为F₁，测得A、B两点上升的高度分别为h₁、h₂，则此次杠杆的机械效率为η =        ．（用用已知或测量物理量的符号表示）
（2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h₂，则弹簧测力计的示数将       （大于/等于/小于）F₁，此次弹簧测力计做的功将       （大于/等于/小于）第一次做的功，杠杆的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h₂，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比       （最大/最小/三次相等）．
（4）本实验中，影响杠杆机械效率的主要因素是:___________

图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：

（1）沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做　　　　　运动。
（2）比较表中“物块重”和“　　　　”两栏对应的数据，可知斜面是一种　　　　（选填“省力”或“费力”）的简单机械。
（3）本实验研究了　　　　对斜面机械效率的影响，其影响规律是　　　　  　　   。

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．

在“测定滑轮组机械效率”的实验中，如图：

（1）画出滑轮组最省力的绕法；
（2）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧秤沿竖直方向作      运动．
（3）若增加钩码，滑轮组的机械效率将      ．
（4）将空格填满：   

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）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。

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%

 
（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次试验，表中第3次试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：   。