如图是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮,若使绳端的拉力沿向上的方向
(1)请在图中画出该滑轮组的绳子绕法。
(2)完善下列实验步骤:
A.按组装图把实验器材装配好 |
B.用弹簧秤测量出重物的重力 |
C.在动滑轮下面挂上重物,并分别记下重物和弹簧秤的位置 |
D.拉弹簧秤,使重物上升一段距离,读出 |
E.用刻度尺分别量出 和 移动的距离
F.由测得的数据,求出滑轮组的机械效率
(3)在这个实验中,若物重4N,重物上升了0.1m,弹簧秤示数为2N,请计算该滑轮组的机械效率η= 。
(4)你能分析一下效率不是100%的原因吗?请你试着写出两条: 、 。
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,小组将对猜想进行验证.
(1)如果影响机械效率的因素有多个,要研究机械效率与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法在科学探究中被称作 .
(2)下列A、B是同学提出的两个猜想:
猜想A: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;
猜想B:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有关;
(3)为了验证上述猜想是否正确,同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验.
(a)按图 滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想A的,若实验测得两个滑轮组的机械效率大小 (相等/不相等),则可初步判断猜想A是错误的;
(b)按图 滑轮组准备做的两个实验时用来验证猜想B的,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想B是 (正确/错误)的.
(4)接着,小组进行了实验验证.
用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表。
实验次数 |
物体种类 |
物重G/N |
斜面高h/cm |
沿斜面的拉力F/N |
斜面长s/cm |
机械效率η/% |
1 |
木块 |
4 |
15 |
1.1 |
90 |
60.6 |
2 |
小车 |
4 |
15 |
|
90 |
|
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做________运动。
(2)根据图中测力计的示数,可知第2次实验的机械效率为______%。由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时,____越小,机械效率越大。
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______%。
(2)请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:__________________
(3)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__________。
在做“测滑轮组机械效率”的实验中,小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同,不计摩擦和绳重).
(1)对于甲图所示的滑轮组,如果没有刻度尺,只要测出钩码重G,然后竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,从弹簧测力计上读出拉力值F,即可算出该滑轮组的机械效率η= .
(2)比较甲、乙两滑轮组的机械效率,可知η甲 η乙(选填:>、<或=).
(3)小强猜想,对于同一滑轮组(例如图乙),它的机械效率也可能不是固定的,你认为小强应如何通过实验验证他的猜想?
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.
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。
在测定滑轮组机械效率的实验中,小刚同学测得的数据如下表所示:
钩码重(N) |
弹簧测力计读数(N) |
钩码移动的距离(m) |
弹簧测力计移动的距离(m) |
有用功(J) |
总功(J) |
机械效率 |
3 |
1.2 |
0.1 |
0.3 |
|
|
|
(1)在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值;
(2)在下边方框中画出滑轮组及绕法;
(3)实验时,应使弹簧测力计做 运动。小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数,则他这样得出的机械效率与实际值相比 (填“偏小”、“偏大”或“相等”)。
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。
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).
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).
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,实验装置如下图:
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 |
1.4 |
2.4 |
绳端移动距离S(m) |
0.3 |
0.5 |
0.3 |
机械效率η |
74% |
|
|
(1)通过表中数据可分析出实验1是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验,实验2是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验。
(2)请将表中空白处填上恰当的数据。(百分号前保留整数)
(3)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,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________。
(4)比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,________________________,可以提高滑轮组的机械效率。
某班同学在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”时,他们猜想滑轮组的机械效率可能与动滑轮的个数、物重和物体上升的高度等因素有关,各小组利用如图所示的装置进行验证,杨阳那组得到的实验数据如表:
实验次数 |
物重 (N) |
物体上升的高度 (m) |
拉力(N) |
绳子自由端移动的距离(m) |
机械效率(%) |
1 |
1 |
0.1 |
0.6 |
0.2 |
83.3 |
2 |
1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
62.5 |
3 |
2 |
0.1 |
0.65 |
0.4 |
76.9 |
4 |
1 |
0.2 |
0.6 |
0.4 |
83. 3 |
(1)比较第1、2次实验数据得出:用不同的滑轮组提升相同的物体,动滑轮个数越多, ;比较第2、3次实验数据得出:同一个滑轮组,提升的物体越重, ;比较第1、4实验数据得出:同一个滑轮组的机械效率与物体上升的高度 .
(2)在测拉力时,某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动,不便于读数,就让弹簧测力计处于静止状态时才读数,该同学的读数与实际相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),测得机械效率 (选填“偏高”、“偏低”或“不变”),说明滑轮组的机械效率还与 有关.
(3)有两个组所用的动滑轮重量相同,提升的物体也相同,测的机械效率却不同,原因可能是绳子滑轮或滑轮轴之间的 不同,影响了测量结果.所以,我们在生活中经常给各种机械加润滑油,是为了 它的机械效率.
下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”实验时收集的有关数据:
实验序号 |
动滑轮重G动/N |
物重 G/N |
钩码上升的高度h/m |
拉力 F/N |
拉力作用点移动的距离s/m |
有用功W有/J |
总功W总/J |
滑轮组的机械 效率η |
1 |
0.5 |
1 |
0.1 |
0.7 |
0.3 |
★ |
0.21 |
47.6% |
2 |
0.5 |
2 |
0.1 |
1.1 |
0.3 |
0.2 |
|
60.7% |
3 |
0.5 |
4 |
0.1 |
2 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
◆ |
(1)请你将表格中的数据补充完整:★= ;= ;◆= 。
(2)请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
(3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度,提升的物重越大,滑轮组的机械效率越________(选填“高”或“低”)。
(4)第一次实验中,提升钩码所用的时间为1.5s,则拉力的功率是 W。
试题篮
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