初中物理杠杆机械效率的测量实验实验题

研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验，如图所示，用高为30 cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示．拉力F在这过程中做的有用功_______J，拉力F在这过程中做总功是_______J，该次实验的机械效率是_______，物体受到的摩擦阻力为_______N．

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．


（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，是为了改变接触面的    ．
（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”）

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”)。

在“探究斜面的机械效率”的实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小强猜想可能跟斜面的倾斜程度有关．如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据．


（1）分析表中数据可得该实验是探究     （小明／小强）的猜想．结论是：在其它条件一定时，斜面     ，机械效率越高．
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤，
①用弹簧测力计沿斜面把一木块     拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率．
②保持斜面的     不变，改变斜面的     ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率．
③比较两次     的大小，即可验证猜想是否正确．

错误！未指定书签。1在“测滑轮组机械效率”的实验中，某同学用如图所示的滑轮组分别做了三次实验，第1、2、3次实验装置分别是图中的甲、乙、丙所示，实验数据记录如下：
⑴在实验操作中应竖直向上＿＿＿＿拉动弹簧测力计。通过比较第1次和第2次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，通过使用______________________的方法，可以提高滑轮组的机械效率。
⑵在第3次实验中所做的总功是＿＿＿＿，机械效率是＿＿＿＿。
⑶通过比较第2次和第3次实验数据，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，滑轮组的机械效率越＿＿＿＿。

(7分)在探究“测滑轮组的机械教率”的实验中，小刚同学用图所示的滑轮组装的同一滑轮组进行了五次实验，实验记录如下表：

(1)(2分)请你根据表中实验序号1的有关数据画出实验中滑轮组的绕线。
(2)(3分)将实验序号2、3所对应的内容补充完整。
(3)(2分)根据以上实验可得到的结论是：同一滑轮组串绕绳子的方式不变时，机械效率               有关，与                              无关。

下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据．
(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)在实验中，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值．
(4)用同滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将   （选填“变大”、“变小”或“不变”）．进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与   和   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”）．

下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据．

(1)将表格中的数据补充完整，该数据为     ．
(2)实验时要竖直向上且     拉动弹簧测力计．
(3)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．
(4)若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将     （选填“增大”、“减小”或“不
变”）．（不计摩擦和绳重）

小明思考“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”。他在用同一木板做的斜面上,做匀速直线拉动物块的探究实验，如图，并记录实验数据如下：

实验 次数	斜面倾 斜程度	物重 G/N	物体上升 高度h/m	拉力 F/N	物体移动 距离S/m	有用功 W有/J	总功 W总/J	机械 效率
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.5	0.50	0.8	63%
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.5	0.75	1.1	68%
3	最陡	5.0	0.25	3.3	0.5

(1) 将表格中的空白数据填上。
(2) 通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越        。
(3) 通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：                               ；
(4) 如果小明还想要探究斜面的机械效率与物体重力的关系，请你与他一起来完成实验：
①实验时应控制不变的条件是　　　       、 　    　　　；
②实验时需要的测量仪器有：　　　 　　   、   　  　　。

(5分)在”测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下：

(1)实验时，用手__  拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
(2)第①次实验时所做的有用功为__ _J，总功为___ __J，动滑轮的机械效率为__ _．
(3)由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将__   (选填”增大”、”减小”或”不变”)

关于机械的研究
（1）图甲是探究杠杆平衡条件的实验装置．调节杠杆在水平位置平衡后，在杠杆上的A点挂四个重均为0.5N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，测力计的示数是    N；如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将    （变大／不变／变小）．

（2）某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图乙所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L₁和L₂的大小，他测力臂的方法是_________的(选填“正确”或“错误”)。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，则杠杆_________ (选填“仍平衡”、“左端向下倾斜”或“右端向下倾斜”)

（3）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想。为了验证猜想是否正确，该小组同学们按如图丙所示的A、B、C、D 四种情形组装滑轮组。
为了验证猜想“两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关”，应选择装配图中的_________两组滑轮组做对比实验；按装配图A、B或图C、D两个滑轮组做对比实验，可以验证什么猜想？______________________．

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”）。

图甲是某小组的同学测动滑轮的机械效率的示意图。他们用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重力为4.9N的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A＇位置匀速竖直上升到B＇位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：

（1）弹簧测力计的示数是    N；
（2）拉力F移动的距离是    cm；
（3）动滑轮的机械效率是    。

如图是测定滑轮组机械效率的实验装置，小明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

（1）请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况，并补全表中的空格。
（2）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”）。
（3）小明在实验过程中，应当            拉动弹簧测力计，才能使弹簧测力计的示数保持稳定。