初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

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

以下是小明同学探究“滑轮组的机械效率跟所提升物重是否有关？”的部分过程，请帮助他完成下列填空：
实验目的：比较同一滑轮组在提升不同重物情况下的机械效率

(1)实验原理：η＝          ．
(2)实验器材：滑轮组一套、轻重不同的两物块、刻度尺、        、铁架台、细线．
进行实验并收集数据
(3)用同一滑轮组先后提升不同重物，相关数据收集在下面的表格中，请将表格数据补充完整．

实验序号	钩码重/N	钩码上升的高度/m	绳端的拉力/N	绳端移动的距离/m	机械效率／%
①	4	0.1	1.8	0.3	74.1
②	6	0.1	2.4	0.3

分析与论证：分析上表中的数据可以看出：
(4)同一滑轮组的机械效率   恒定的(填“是”或“不是”)．
(5)生活中，滑轮组的机械效率   l(填“大于”、等于”或“小于”)．
评估与拓展
(6)小明同学使用滑轮组提升重物时，测力计的示数一会儿大，一会儿小，弄得小明同学一时不知该何时读数，你认为他在测量中应该在          时读数．
(7)提升相同重物时，增加动滑轮的个数，滑轮组的机械效率将      (选填“变大”、“变小”或“不变”)．

下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据．

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	动力作用点移距离s／m	滑轮组的机械效率
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）将表格中的数据补充完整．
（3）实验时要竖直向上且_______拉动弹簧测力计．
（4）第一次实验中，钩码上升0.1m所用的时间为1.5s，则动力的功率为________W．
（5）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）

如图 是实验组小明同学测定滑轮组机械效率的实验装置，实验中测量的有关数据如下表所示：

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η/%
1	2.0	0.03	1.6	0.06
2	3.0	0.05		0.1	75

⑴请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况，并填好表中空格。
⑵若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将          （填“变大”、“变小”或“不变”）。
⑶小明在实验过程中，应当        向下拉动弹簧测力计，才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
⑷小东同学通过滑轮组力的关系，算出动滑轮的重力是    N；他发现与滑轮组的真实值不相符，原因是                    。

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。

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量 实验次数	钩码总重G/N	钩码上升的高度h/m	测力计数F/N	测力计移动距离s/ m	机械效率h
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。

（2）第1次实验测得的机械效率为______。（结果保留整数）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用______图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率______。（选填变大、变小或不变）
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______。（选填“有关”或“无关”）

以下是小明同学探究“滑轮组的机械效率跟所提升物重是否有关？”的部分过程，请帮助他完成下列填空。

设计实验
实验目的：比较同一滑轮组在提升不同重物情况下的机械效率。
(1)实验原理：η＝           。
(2)实验器材：滑轮组一套、轻重不同的两物块、刻度尺、         、铁架台、细线。
进行实验并收集数据
(3)用同一滑轮组先后提升不同重物，相关数据收集在下面的表格中，请将表格数据补充完整。

实验序号	钩码重/N	钩码上升的高度/m	绳端的拉力/N	绳端移动的距离/m	机械效率／%
①	4	0.1	1.8	0.3	74.1
②	6	0.1	2.4	0.3

分析与论证
分析上表中的数据可以看出：
(4)同一滑轮组的机械效率    恒定的（填“是”或“不是”）。
(5)滑轮组的机械效率    l（填“大于”、等于”或“小于”）。
评估与拓展
(6)小明同学使用滑轮组提升重物时，测力计的示数一会儿大，一会儿小，弄得小明同学一时不知该何时读数，你认为他在测量中应该在           时读数。
(7)提升相同重物时，增加动滑轮的个数，滑轮组的机械效率将    （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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：

实验 序号	钩码 重/N	动滑轮 重/N	拉力/N	钩码上升的高度/m	测力计移动 的距离/m	有用功/J	总功 /J	机械效率 /%
①	4	0.5	2.3	0.2	0.4	0.8	0.92	87.0
②	4	0.9	2.5	0.2	0.4	0.8	1.0	80.0
③	6	0.5	3.3	0.2	0.4	（a）	（b）	（c）

 
（1）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）_   ．
（2）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  _ （选填“有关” 或“无关”）．
（3）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”）．

用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。阳阳和明明各选取一种方法做实验。（不计绳重和摩擦）

甲         乙
（1）阳阳采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组用2N 的拉力F将物体M匀速提升了0.1m的距离，若物体M重4.2N，则有用功为        J，此滑轮组的机械效率为           。
（2）明明采用了另一种绕线方法组装滑轮组，即图17乙中的绕线，则用此滑轮组也匀速提升物体M，则拉力F '为       N。

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。

组装好的实验装置，如图所示，有质量为100克的钩码6个，小磊想利用上述实验装置和钩码研究用动滑轮提升重物时，动滑轮的机械效率保持不变，有用功跟总功的关系。其中钩码所受重力用G表示，钩码上升高度用h表示，弹簧测力计的示数用F表示，它上升的距离用s表示，小磊测得的实验数据如下表所示，分析表中数据归纳出有用功跟总功的关系：                                                                 。

F/N	3.75	3.75	3.75	3.75	3.75	3.75
s/m	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6
W总/J	0.375	0.75	1.125	1.5	1.875	2.25
G/N	6	6	6	6	6	6
h/m	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
W有/J	0.30	0.60	0.90	1.20	1.5	1.8

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%

 

如图是小明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
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）小明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．
（2）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．