初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

“探究斜面的机械效率”的实验装置如图所示，某实验小组提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想：
下表是该小组根据此猜想进行实验所记录的数据：

斜面倾斜程度	小车重	斜面高度	沿斜面拉力	斜面长	有用功	总功	机械效率
较缓	5.0N	0.1m	1.5N	0.5m	0.5Ｊ	0.75Ｊ	66.7%
较陡	5.0N	0.2m	2.5N	0.5m	1Ｊ	1.25Ｊ
最陡	5.0N	0.3m	3.4N	0.5m		1.7Ｊ	88.2%

（1）请将表中空格处的数据填写完整；
（2）根据表中的数据，小组得出了“斜面越陡，机械效率越高”的结论。为了得到此结论，该小组在实验探究时，除小车重相等外，还控制了哪些因素保持不变？
①______________________；②________________________；
（3）分析表中的实验数据还可得知：斜面越陡越_________（填“省力”或“费力”）。
（4）请你列举一个在现实生活中应用斜面的实例：_________________________。

斜面是一种简单机械，下图是探究这种机械的特点的装置。
（1）如图甲所示那样，测量木块重量时，应使木块保持  状态，并依据   条件得出木块重量的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）将木块放在如图乙所示的斜面上，并用测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到如表的数据：

斜面倾斜程度	木块所受重力G/N	斜面高度h/m	斜面长度s/m	沿斜面拉力F/N
较缓	5	0.2	1	2
较陡	5	0.3	1	2.6
最陡	5	0.4	1	3.2

（3）① 求最陡时斜面的效率；在此过程中木块所受的摩擦力。
② 分析表格数据发现摩擦力    拉力（选填“大于”、“小于”或“等于”），从做功的角度分析，原因是    。

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：   。

在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

（1）实验时，弹簧测力计应在         方向上拉动钩码做匀速直线运动。

（2）完成表格中第3次数据（a）（b）（c）处的计算，填在下面的横线上：（a）      ； （b）      ；（c）      。
（3）通过比较     两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重      （“有关”、“无关”）。
（4）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较      两次实验数据（选填实验序号），可知他的观点是       的（选填“正确” 或“错误”）。

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”）。

小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：
（1）他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组．在实验过程中，应      拉动弹簧测力计．

（2）他们记录的数据如表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为      ．

实验次序	钩码总重G/N	钩码上升高度h/m	弹簧测力计的示数F/N	绳子自由端移动距离s/m	机械效率
甲	1.0	0.1	0.5	0.3	67%
乙	2.5	0.1	1.0	0.3	83%
丙	1.0	0.1	0.5	0.4

（3）对比分析实验甲、乙，可得出：同一滑轮组，提升的钩码      ，机械效率越高．

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”） 。

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，

物理量/实验次数	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%	57%

实验装置如图所示：
 
（1）通过表中数据可分析出实验1是用_  __图做的实验；实验2是用_  __图做的实验，请将表中空白处填上恰当的数据_  __ ；
（2）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，动滑轮越重，滑轮组的机械效率_  __；
（3）比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组，_  _      _，可以提高滑轮组的机械效率。

如图所示，是小松同学测定滑轮组机械效率的装置图.

（1）小松同学在实验中测量的有关数据如下表，请你根据表中数据画出实验中滑轮组的绕线，并填好下表的空格：

次数	钩码重 G/N	钩码上升 的高度h/m	拉力F/N	细线自由端 移动的距离s/m	机械效率 /％
1	1.0	0.2	0.8	0.4	62.5
2	3.0	0.3	2.0	0.6	75

（2）小松在实验过程中，应当             拉动弹簧测力计，才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
（3）请根据实验结论及相关知识判断，下列说法正确的是（      ）
A、滑轮组的机械效率大小只取决于摩擦及动滑轮的重力，与被提物重无关
B、 对同一滑轮组，所提物体重力越小，机械效率越高
C、 在不计绳重及摩擦时，机械效率的大小与绳子的绕法无关
D、 滑轮组的机械效率越高，所做的有用功就多

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示．

序号	钩码重G/N	钩码上升 的高h/cm	弹簧测力计 的示数F/N	弹簧测力计移动 的距离S/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格处，填上合适的数据；
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组；
（3）第1次实验测得滑轮组的机械效率为   ；
（4）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在   范围内．

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：  。

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。