初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

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”）．

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。

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%

（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。
（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次实验，表中第3次实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：使用相同的滑轮组提升不同的重物时，物重越大，滑轮组的机械效率    （选填“越高”、“不变”或“越低”）。

小明测量如图所示中甲、乙两不同滑轮组的机械效率，他匀速拉动弹簧测力计，正确操作并将实验数据记录如表：（绳重、摩擦和弹簧测力计自重均不计）：

滑轮组	物体重G/N	物体上升的高度h/N	拉力F/N	绳自由端移动的距离s/m	机械效率η
甲	3	0.1	2	0.2	75%
乙	3	0.1	2	0.3

（1）甲图中定滑轮的作用是      ．
（2）乙滑轮组的机械效率为      ．
（3）甲、乙滑轮组机械效率不同的原因是      ．
（4）甲滑轮组中动滑轮的重力是      N．
（5）若甲滑轮组提升的物体重从3N增加到5N，其机械效率将      （变大/不变/变小）．

小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了五次实验，实验中读数准确，数据记录如下表：

（1）请画出实验中所使用滑轮组的绳子绕法；
（2）表中有一个数据的记录是不合理的，此数据是      ；
（3）第三次实验的机械效率为         ，综合表中数据可得：滑轮组的机械效率与        和        无关；
（4）若用此滑轮组提升4N的物体，该滑轮组机械效率将      （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）小明在实验过程中竖直匀速拉动弹簧测力计，在此过程中，物块的机械能
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

实验次数	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的读数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
1	2	8	0.8	24	83.3%
2	4	5	1.5	15	①
3	6	10	②	③	90.9%

（1）请将表中标有①、②和③的空格处补充完整？
（2）在实验操作中应竖直向上      拉动弹簧测力计．
（3）分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与      有关．
（4）不同滑轮组的机械效率还与      有关．

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，错误的数据是    ，应改为    ；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是    ；
③由表格中的数据可知：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”或“不相同”）．

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第l 、2 、3 次实验装置分别如下图中的所示，记录的数据如下表：

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 （
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	l.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.l	0.5	0.55

 
（1）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      ．
（2）第3 次实验中所做的有用功是      J，机械效率是     ．
（3）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“增加”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．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，     额外功（选填“增大”或“减小”）．

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，实验数据记录如表所示．

实验次数	无重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/s	机械效率η
1	3	10	1.6	30	62.65
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30

（1）这个实验使用的测量工具是      和弹簧测力计．
（2）在实验操作中应竖直向上      拉动弹簧测力计．
（3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率．
（4）由实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越      ．

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，如下图所示．她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角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S/m	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	（a）	2.1	47.6
30°	5	0.5	1	3.6	2.5	（b）	69.4
45°	5	0.7	1	4.3	3.5	4.3	（c）

（1）实验过程中拉力的方向应为      ，小车在斜面上应做      运动．
（2）表格中的三处空格中的是数据应为：（a）      ；（b）      ；（c）      ．
（3）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      ，斜面拉力越大，斜面的机械效率越      ．
（4）若将小车换成等质量的木块做实验，则每组数据中测力计的示数将      （变大\变小\不变），机械效率将      （变大\变小\不变）．
（5）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持      不变，只改变      ．

在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验，如图所示．实验数据记录如下表．

次数	钩码 重/N	钩码上升 距离/cm	弹簧测力计 示数/N	弹簧测力计 上升距离/cm	机械 效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9 %

⑴第2次实验中滑轮组的机械效率为         （结果保留一位小数）
⑵第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图可知，弹簧测力计示数为        N．
⑶分析数据可得结论，同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率        （高/低）．
⑷根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为        （只填序号）A.71.6%       B. 82.4%       C. 92.1%

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，实验数据如表所示．

序号	钩码重G/N	钩码上升的高度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）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量沿      方向      拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数；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．

如图所示是某同学“探究斜面”实验装置图．实验前他做了如下猜想：

A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动，分别做了四次实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙 程度	木块重量G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面长 s/m	有用功 W有/J	总功W总/J	机械效率 η
1	较缓	木板表面	2	0.1	0.6	0.5	0.2	0.3	67%
2	较陡	木板表面	2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%
3	最陡	木板表面	2	0.3	1.4	0.5	0.6	0.7	86%
4	最陡	毛巾表面	2	0.3	1.6	0.5

 
（1）实验中，测有用功和总功的原理是_______，测机械效率的原理是______________。
（2）请将上表所缺的数据补充完整．
（3）比较        两次实验可知猜想A是正确的．
（4）比较1、2、3次实验得到的结论是：当斜面粗糙程度、木块重量相同时，斜面越平缓沿斜面的拉力越_________，机械效率越___________．
（5）从数据分析可知使用斜面可以省________，但不能省______。（选填“力”和“功”）