第第頁人教版（2024）八年級下冊物理期末復(fù)習(xí)：測量滑輪組的機械效率實驗提升練習(xí)題一、中考物理實驗題測量滑輪組的機械效率實驗考點1.實驗?zāi)康?：測量滑輪組的機械效率，探究影響滑輪組機械效率的因素。?2.實驗原理?：機械效率的計算公式為η=W有用/W總?3.實驗器材?:滑輪組、相同的鉤碼若干、鐵架臺、細繩、彈簧測力計、刻度尺。其中，鉤碼用于提供被提升的重物；鐵架臺用于固定滑輪組；細繩用于連接滑輪組和懸掛重物；彈簧測力計用于測量拉力大??；刻度尺用于測量物體上升的高度h和繩子自由端移動的距離s。?4.實驗步驟?(1)用彈簧測力計測量出鉤碼的重力G，并記錄數(shù)據(jù)。?(2)按裝置圖把滑輪組安裝在鐵架臺上，用刻度尺測量并記下鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的初始位置。?豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼緩慢上升。在拉動過程中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，并同時從刻度尺上讀出鉤碼上升的距離h和繩子末端移動的距離s，記錄數(shù)據(jù)。?(3)根據(jù)公式W有用=Gh和W總=Fs，分別算出有用功和總功，再由η=W有用/W總計算出滑輪組的機械效率η，將各項數(shù)據(jù)填入表格。?（4）增加被提升鉤碼的個數(shù)，改變物體重力，重復(fù)步驟2、3、4，多測幾組數(shù)據(jù)。?也可保持物體重力不變，改變動滑輪的個數(shù)，再次重復(fù)上述實驗步驟，探究動滑輪重力對滑輪組機械效率的影響。?5.實驗注意事項?（1）勻速拉動彈簧測力計：在拉動彈簧測力計時，必須豎直向上勻速拉動，目的是保證彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，使得拉力F大小不變，因為只有當(dāng)物體做勻速直線運動時，拉力才與物體所受的阻力平衡，此時彈簧測力計的示數(shù)才等于拉力大小。若加速或減速拉動，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，無法準確讀出拉力大小。?（2）數(shù)據(jù)讀取：為了便于準確讀數(shù)，鉤碼下沿和繩子末端在刻度尺上的位置最好取整數(shù)，這樣可以減小讀數(shù)誤差。?（3）多次測量的目的：多次測量不同情況下（如改變物體重力、改變動滑輪個數(shù)）的數(shù)據(jù)，目的是進行必要的比較，利用不完全歸納法總結(jié)規(guī)律，從而得出普遍性的結(jié)論，而不是為了求平均值。因為在不同的實驗條件下，滑輪組的機械效率是不同的，并非一個固定值，所以不能求平均值。?6.實驗結(jié)論?（1）與物體重力的關(guān)系：使用同一滑輪組提升不同的重物時，重物越重，滑輪組的機械效率越大。這是因為在同一滑輪組中，額外功主要是由動滑輪重和繩重、摩擦等引起的，當(dāng)提升的重物重力增大時，有用功在總功中所占的比例增大，而額外功基本不變，所以機械效率增大。?（2）與動滑輪重力的關(guān)系：不同的滑輪組提升相同重物時，在物重相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。因為動滑輪越重，所做的額外功就越多，在有用功相同的情況下，總功增大，根據(jù)機械效率公式η=W有用/W總，機械效率就會降低。?（3）與物體上升高度及繩子繞法的關(guān)系：同一滑輪組，物體上升的高度不同，滑輪組的機械效率不變；繞線方法不同，滑輪組的機械效率也不變。因為物體上升高度變化時，有用功W有用=Gh和總功W總=Fs，s=nh，n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)）會同時增大或減小相同倍數(shù)，它們的比值不變，所以機械效率不變；而繩子繞法只影響拉力的大小和繩子自由端移動距離與物體上升高度的倍數(shù)關(guān)系，不影響有用功和額外功的大小，所以機械效率也不受繞線方法影響。?7.?？紝嶒瀱栴}?（1）彈簧測力計的拉動方向：實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，原因如前面所述，只有這樣才能保證拉力大小等于彈簧測力計示數(shù)，準確測量拉力。?（2）滑輪組機械效率與重物上升高度的關(guān)系：通過實驗數(shù)據(jù)可得出，使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機械效率與重物上升高度無關(guān)。在計算有用功W有用=Gh和總功W總=Fs；s=nh時，高度h會同時出現(xiàn)在分子分母中，被約掉，所以機械效率不受高度影響。?（3）滑輪組機械效率與物體重力的關(guān)系：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機械效率越高。如前面結(jié)論分析，隨著物體重力增大，有用功占總功比例增大，機械效率提高。?（4）不同滑輪組機械效率的比較：不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重機械效率越小。因為動滑輪重導(dǎo)致額外功增加，總功增大，有用功不變時，機械效率降低。?（5）提高滑輪組機械效率的措施：由實驗結(jié)論可知，增大物重或減少動滑輪的重力可以提高滑輪組的機械效率。另外，在滑輪轉(zhuǎn)軸處涂潤滑油，減小摩擦，也能減少額外功，從而提高機械效率。但要注意，增加提升物體的速度并不能提高機械效率，因為速度不影響有用功和額外功的大小。?（6）多次實驗的目的：實驗中改變鉤碼的數(shù)量，改變動滑輪的個數(shù)進行多次實驗，目的是改變鉤碼個數(shù)、改變動滑輪的個數(shù)從而獲得多組數(shù)據(jù)，這樣可以避免一組數(shù)據(jù)的偶然性，更能得出普遍性規(guī)律。如果僅根據(jù)一次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，可能因為特殊情況導(dǎo)致結(jié)論不準確，多組數(shù)據(jù)綜合分析能使結(jié)論更可靠。?（7）滑輪組繞線方法和機械效率的關(guān)系：同一滑輪組，繞線方法不影響滑輪機械效率。繞線方法改變只會改變拉力大小和繩子自由端移動距離與物體上升高度的關(guān)系，而有用功和額外功的大小不受影響，所以機械效率不變。?8.實驗數(shù)據(jù)處理與計算?：在計算過程中，要注意單位的統(tǒng)一和運算的準確性。同時，在分析多組實驗數(shù)據(jù)時，要善于對比不同組數(shù)據(jù)中變量（如物體重力、動滑輪重力等）的變化對機械效率的影響，從而總結(jié)出實驗結(jié)論。二、熱點練習(xí)1.如圖甲所示，為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重9N．(1)若拉力大小為5N，該滑輪組的機械效率為________；甲乙(2)若不考慮繩重.繩子和滑輪之間的摩擦，只改變滑輪組繩子的繞法（如圖乙所示），該滑輪組的機械效率將_______；若只增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組的機械效率將_______（選填“增大“.“減小“.“不變“）．

2.某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如下圖：甲乙物理量123鉤碼重G（N）446鉤碼上升高度h（m）0.10.10.1繩端拉力F（N）1.81.42.4繩端移動距離S（m）0.30.50.3機械效率η74%（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗1是用（填“甲”或“乙”）圖做的實驗，實驗2是用（填“甲”或“乙”）圖做的實驗。（2）請將表中空白處填上恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。（百分號前保留整數(shù)）（3）通過實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率___________。（4）比較實驗1和實驗3可得正確結(jié)論：使用同一滑輪組，________________________，可以提高滑輪組的機械效率。3.小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：

①表中有一個數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，錯誤的數(shù)據(jù)是________，應(yīng)改為_________；

②第3次實驗中滑輪組的機械效率是_________；

③滑輪組的機械效率與_________無關(guān)。

（2）小紅在小明實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示。

①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變________________________________；

②當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率__________（選填“相同”或“不相同”），理由是：____________________________________。4.小明測滑輪組機械效率的實驗過程如圖所示。小明勻速拉動彈簧測力計時，彈簧測力計的示數(shù)如圖甲乙丙丁丁丁（1）根據(jù)上面的實驗數(shù)據(jù)，計算該滑輪組做的有用功、總功和機械效率（寫出計算步驟）。（2）若增加提升鉤碼的個數(shù)，該滑輪組的機械效率（填“增大”、“不變”或“減小”）。影響該滑輪組機械效率的因素還有。5.在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，小明同學(xué)測的數(shù)據(jù)如下表所示：（1）根據(jù)表格提供的信息請你幫小明完成滑輪組的裝置圖。鉤碼重/N彈簧測力計讀數(shù)/N鉤碼移動的距離/m彈簧測力計移動的距離/m機械效率31.20.10.3（2）在表中空白處寫出機械效率的值。（3）實驗后小明積極思考如果該滑輪組的滑輪個數(shù)及繞繩方式不變，改變其他因素是否會影響它的機械效率呢？他想可能改變繩子與滑輪之間的摩擦?xí)绊憴C械效率。你還能提出一個猜想嗎？并針對你的猜想設(shè)計實驗方案。猜想；；實驗方案：。6.在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示．序號鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm彈簧測力計的示數(shù)F/N彈簧測力計移動的距離S/cm1250.6252481.1在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)．在圖16中用筆畫線代替細繩組裝滑輪組．(3)第1次實驗測得滑輪組的機械效率為________．(4)如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應(yīng)在___________范圍內(nèi)．7.在做“測滑輪組機械效率”的實驗中，小強和同學(xué)們組裝了如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每只滑輪重都相同，不計摩擦和繩重）。（1）對于甲圖所示的滑輪組，如果沒有刻度尺，只要測出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動彈簧秤使鉤碼升高，從彈簧秤上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機械效率η=。（2）比較甲、乙兩滑輪組的機械效率，可知η甲η乙（選填：＞、＜或＝）。（3）實驗后小強猜想，對于同一滑輪組（例如圖乙），它的機械效率也可能不是固定的，于是他用實驗進行了探究，并證明自己的猜想是正確的。你認為小強應(yīng)采用的正確方法是什么？答：。8.小華在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如下表：物理量實驗次數(shù)鉤碼總重G/N鉤碼上升的高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離s/m機械效率140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%（1）在實驗中，測繩端拉力F時，應(yīng)盡量豎直向上拉動彈簧測力計，且在拉動過程中讀數(shù)；（2）第1次實驗測得的機械效率為；（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實驗是用圖做的；第4次實驗是用圖做的；（選填“a”、“b”或“c”)（4）分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，可以提高滑輪組的機械效率；分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效率；（5）分析第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度。9.小強在測滑輪組的機械效率時，記錄了如下的實驗數(shù)據(jù)：（不計繩重和摩擦）（1）根據(jù)下表的數(shù)據(jù)可以計算出滑輪組的機械效率為。（2）請幫助小強畫出該滑輪組的繞線方式。（3）當(dāng)動滑輪重為N時，使用該滑輪組提起2N重的鉤碼剛好不省力。10.如圖所示，是測量滑輪組機械效率的實驗裝置．（1）用彈簧測力計豎直向上緩慢拉動重為5N的鉤碼，由圖示可知拉力大小為______N，將彈簧測力計向上移動12cm，則鉤碼上升的高度為______cm，該滑輪組的機械效率是______（結(jié)果保留到0.1%）．（2）提高機械效率的主要辦法是改進結(jié)構(gòu)，使它更輕巧．若如圖裝置中動滑輪的重為G1，用它提升一重物，滑輪組的機械效率為75%；改用一個輕質(zhì)材料制作的重為G2的動滑輪后，再提升同一重物，滑輪組的機械效率提高到了90%，則G2與G1之比為______（不計繩重及各處的摩擦）．11.小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如下表：（1）在實驗中，測繩端拉力F時，應(yīng)盡量豎直向上拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數(shù)。（2）第1次實驗測得的機械效率為。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實驗是用圖做的；第4次實驗是用圖做的。（選填“a”、“b”或“c”)（4）分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，可以提高滑輪組的機械效率；分析第1、3次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù)越多（即動滑輪總重越重），滑輪組的機械效率。（5）分析第3、4次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度。物理量實驗次數(shù)鉤碼總重G/N鉤碼上升的高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離s/m機械效率140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%12.如圖所示，在“測滑輪組機械效率”實驗中，物體重為5.4N。（1）實驗時要豎直向上且＿＿＿＿拉動彈簧測力計。若物體上升高度為10cm，此時彈簧測力計的示數(shù)如圖中所示，是＿＿＿＿＿N，則滑輪組的機械效率是＿＿＿＿＿。（2）若僅增加物體的重，該滑輪組的機械效率將＿＿＿＿（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（不計摩擦）參考答案1.（1）60%（2）不變；增大

2.（1）甲;乙（2）74％;83％（3）越低（4）物重越重，滑輪組的機械效率越低3.（1）①17cm；15