1、实验题13 斜面、杠杆、滑轮组的机械效率-2022年中考物理二轮题型专项复习(全国通用)1斜面是一种简单机械,在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,如:_。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定,比值越小,越省力)小明做了如下猜想:猜想1:与斜面的表面材料有关;猜想2:与斜面的倾斜程度有关;猜想3:与物体受到的重力大小有关。小明为验证上述猜想,利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,在沿斜面拉力的作用下,在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。实验序号123456斜面倾角1(1)2(2
2、1)斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物块重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.351.522.704.051.521.70回答下列问题:(1)通过对比实验_中的数据可知,使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关;(2)通过对比实验1、5、6中的数据,得出的结论是:在其他条件相同时,_;(3)为验证猜想3,小明做了实验_(填写实验序号),分析实验数据后,小明认为这几次实验省力情况相同,依据是_。(拓展)完成实验后,小明沿斜面用1.8N的拉力,将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m,则斜面的机械效率是_%。(把重物直接提升0.3m
3、所做的功作为有用功)2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1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%(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4.5N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为
4、_。(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”)。3如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系”的实验装置。在其它条件一定时获取了表格中的实验数据。实验次数斜面的倾斜程度物重G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长度S/m效率1较缓100.15.50.536.4%2较陡100.27.00.53最陡100.38.50.570.6%(1)实验时,沿斜面拉动木块时,为使测力计的示数稳定,应尽量使木块做_运动。(2)通过比较表格中“_”和
5、“_”两栏对应的数据,可知斜面是一种省力的简单机械。(3)表格中空缺处的数据为_。依据完整的数据可得出结论:在其它条件一定时斜面_,机械效率越高。(4)学习小组进一步分析实验数据,发现在其它条件一定时,斜面越陡。物体所受的摩擦力越_。(5)请你结合所学物理知识。解决斜面的有关物理问题。图乙中木块分别沿斜面1、2滑到底端,木块到达斜面1、2底端时的速度分别为v1、v2。若斜面粗糙程度相同,则v1_v2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)。4为了探究斜面的杋械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置,实验测得的数据如下表:实验次
6、数斜面倾斜程度木块重力斜面高度沿斜面拉力斜面长度机械效率1较缓30.21.6137.5%2较陡30.31.813最陡30.42.0160%请你根据表中的数据解答下列问题:(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做_运动;(2)第2次实验中,斜面的机械效率为_,斜面对木块的摩擦力为_N;(3)分析实验数据可知机械效率与斜面倾斜程度的关系是,斜面越陡,斜面的机械效率_;(4)请举出生活中应用斜面的实例_。5用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。甲、乙斜面倾角相等,与丙的不相等;甲、丙斜面表面粗糙程度相同,与乙的不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重
7、物0.24m高,弹簧测力计示数F020.0N;再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度,弹簧测力计示数和斜面长度如表所示。次数斜面弹簧测力计示数F/N斜面长度L/m省力大小F/N(FF0F)机械效率%1甲17.40.30?92.02乙18.20.301.887.93丙14.00.406.0?根据表中数据回答下列问题:(1)斜面甲省力大小F甲_N;(2)斜面丙的机械效率丙_;(3)比较甲、乙实验结果,可以认为_;比较甲、丙实验结果,可以认为_(选填序号,有可能不止一项正确)。A斜面省力大小与斜面倾角有关B斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关C斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都
8、有关D斜面机械效率与斜面倾角有关E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关6用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率;实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升;(1)实验中,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,若OC30cm,OC3OA,则杠杆的机械效率为_%;(2)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B,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将_(填“变大”、“变小”或“不变”)。7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
9、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1为_?(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_(选填“变大”“变小”或“不变”)。比较此时的机械效率2与1的大小并用学过的知识给以推导_。8在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。 序号动滑轮重钩码总重钩码上升的高度测力计示数绳自由端上升的高度
10、动滑轮的机械效率112234实验时,小佳应沿_ 方向匀速拉动弹簧测力计;第3次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为_ N,拉力所做的额外功为_ J,动滑轮的机械效率为_ ;分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将_ 选填“减小”、“不变”或“增大”,你认为其原因是_ 。9在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时,同学们设计并利用如图所示的四个滑轮组分别进行实验。下表是他们记录的部分实验数据。序号动滑轮重G动/N物重G物/N绳自由端拉力F/N承重绳段数n机械效率131.5366.7%141.9370.2%242.3358%
11、142.82(1)根据实验数据计算第4次实验的机械效率为_%;(2)从序号_和中的数据可知,滑轮组机械效率高低与动滑轮的重力有关;(3)从序号和中的数据可知,滑轮组机械效率高低与提升物体的_有关;(4)要研究滑轮组机械效率高低是否与提升物体的高度有关,应该用同一个滑轮组将重物提升_的高度去研究。(填“相同”或“不同”)10在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:实验序号物重G/N物体上升的高度h/m拉力F/N机械效率20.201.066.7%30.3060.402.580%(1)实验中应竖直向上_拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,第3次实验中绳
12、子自由端移动的距离为_m(2)在读取弹簧测力计示数时,测力计应_(选填“保持静止”或“匀速上升”);(3)第二次实验时,测力计示数如图乙所示,本次测量出滑轮组的机械效率为_(百分数保留一位小数);(4)实验中,小明所用动滑轮的重一定小于_N(5)通过实验可以得出:同一个滑轮组所提的物体越重,其效率越_(选填“大”或“小”);为了提高滑轮组的机械效率,还可以采取的方法有_(写出一条即可)11某实验小组在测“滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。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
13、率120.10.20.90.30.27240.10.41.60.30.48340.11.10.50.55(1)测绳端拉力F时,应尽量竖直向上_拉动弹簧测力计;(2)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_;(3)第3次实验中的有用功为_J,机械效率约为_;(4)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“增大”、“减小”或“不变”),因而,由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与_有关;(5)若动滑轮的重力为0.5N,则分析表中数据可知,F,(n指动滑轮上绳子的段数),可能的原因是:_。12小勇同学在探
14、究“影响滑轮组机械效率”的实验中,所用装置如图1所示,每个钩码重2N,测得的数据如表:物理量/实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%(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)分析表中数据可知:第3次实验是用 _图做的;(选填“a”、“b”或“c”)(3)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,动滑轮总重
15、越重,滑轮组的机械效率 _;(4)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 _;(5)如图2所示,用下列装置提升同一重物,若每个滑轮重相同,不计绳重及摩擦,则机械效率最高的装置是 _;(6)若实验时弹簧测力计没有沿竖直方向拉动,则测出的机械效率 _(选填“变大”、“变小”或“不变”)。13在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如表实验次数物重G物/N动滑轮重G动/N钩码上升的高度h/m动力F/N绳子自由端移动的距离s/m滑轮组的机械效率/%110.50.10.70.34
16、7.3%220.50.11.10.360.6%340.50.120.34410.10.550.0(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法;_(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 _。第三次实验时滑轮组的机械效率为 _(精确到0.1%);(3)由表中第1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关;由表中第3、4组数据可知,滑轮组的机械效率还与摩擦和 _有关。14某实验小组在测量滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表,实验装置如图所示。实验次数123钩码所受重力G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉
17、力F/N1.81.61.8绳端移动距离s/m0.30.4机械效率74.1%62.5%(1)实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计。(2) 通过表中数据可分析出第 2 次实验是用图_(选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验,此次实验拉力 F 所做的额外功为_J。(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)该小组同学再用第 2 次实验中使用的装置做第 3 次实验,表中第 3 次实验中绳端移动距离 s 漏记, 但仍然能计算出第 3 次实验的机械功率等于_(
18、精确到 0.1%。)(5)若不计摩擦和绳重,用第 1 次实验装置提起 7N 的物体,拉力 F 的大小为_N。15某小组做“测量滑轮组机械效率”的实验装置如图所示,实验中得到的数据如表所示。实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率甲40.12.70.274%乙40.11.80.374%丙80.13.10.386%丁80.12.50.4(1)实验中应沿竖直方向 _拉动弹簧测力计;(2)用图丁装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请根据表中的数据将图丁的滑轮组绕绳画好_;本次实验测得的机械效率是 _%;(3)通过比较甲、乙两次实验数据可初步得出结论:使用同一滑轮
19、组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与 _无关;(4)通过比较乙、丙两次实验数据可初步得出结论:同一滑轮组提升重物时,_,滑轮组的机械效率越高。16某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,实验装置如图所示。实验次数物理量123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率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
20、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次试验,表中第3次试验中空缺的数据应为:绳端移动距离 s_m,机械效率_。17在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示。实验次数钩码的重力钩码被提升的高度拉力绳端移动的距离机械效率121233442(1)第3次实验数据是用图_ (选填“甲”“乙”),所示的滑轮组测得的,其机械效率是_ ()结果精确到0.1%)。(2)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,
21、钩码越重,滑轮组的机械效率越_ (选填“高”“低”),通过分析第_两次实验数据可得出结论:使用滑轮组提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。(3)同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,你认为他的想法_ (选填“合理”、“不合理”)。(4)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,其目的是_ )(选填字母序号)。A减小摩擦力B多次测量求平均值C获得多组数据归纳出物理规律18小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物,在讨论滑轮组机械效率时,两人产生了分歧,小明认为:“甲滑轮组的动滑轮总重小,机械效
22、率高”;小刚却认为:“乙滑轮组更省力,机械效率高”。两人谁也说服不了谁,于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确,他们在实验中得到的数据如表所示:装置甲装置乙钩码重G/N44钩码上升的高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.61.4绳端移动的距离s/m0.3机械效率71.4%(1)实验中,应沿竖直方向_拉动弹簧测力计,使物体上升;(2)甲滑轮组的机械效率是_%,由计算结果可以确定_(小明/小刚)的说法是正确的;(3)装置乙中绳端移动距离_m,通过提高装置乙钩码上升的高度h,_(能/不能)提高乙滑轮组的机械效率;(4)根据装置甲所测数据,请计算其动滑轮的重力为_N;(绳重和摩擦忽略不计)(5)小
23、明又设计了一个方案,如图丙所示,和装置甲对比(甲、丙中每个滑轮重相同),在提升同一重物时,由于丙装置绳重和摩擦较大,则装置丙的机械效率_(大于/等于/小于)装置甲的机械效率。如果不计绳重和摩擦,则装置丙的机械效率_(大于/等于/小于)装置甲的机械效率。19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123钩码重G/N446钩码上升的高度h/m0.10.10.2绳端拉力F/N1.81.62.4绳端上移的距离s/m0.30.4_机械效率74.1%62.5%_(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用图_(选填“甲”或“乙”)所示装置做的实验。(2)通过第1次实验
24、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,动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率_(选填“越高”“不变”或“越低”)。(3)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:绳端上移的距离s=_m,机械效率=_。(4)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率_。(5)采用图丙装置,改变动滑轮重G动,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为_N。(忽略绳重和摩擦)20测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。实验次数钩码重力钩码上升高度
25、拉力绳端移动距离机械效率11.051521.550.81532.051.01542.0101.030(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做_运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为_N。(2)第2次实验时所做的有用功为_J,滑轮组的机械效率是_。(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越_(选填“大”或“小” ,滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度_(选填“有关“或“无关” 。(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是_。A增大绳重B减轻动滑轮重C加快物体提升的
26、速度21提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用,“测量机械效率”实验装置如图(每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重)。(1)实验中应_拉动弹簧测力计。(2)实验过程中收集到、三组实验数据如下。装置钩码重钩码上升的高度弹簧测力计示数绳子自由端移动的距离20.11.50.220.11.00.350.12.00.3计算出组实验的:有用功_J,机械效率_。(3)比较、两组的机械效率,它们的关系是:_。若提升相同物重到相同高度,与装置相比,装置的优势是_。比较、滑轮组,它们机械效率的关系是:_,影响它们机械效率高低的因素是_。22小明在“测量滑轮组的机械效率”实验中,测得的相关实验数据如下表(装置中每
27、个滑轮的质量均相同) (1)实验过程中,应使弹簧测力计竖直向上_拉动在第3次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示,其示数为_N,第3次实验中滑轮组的机械效率为_(2)比较1、2两次的实验数据可知:相同的滑轮组,_,滑轮组的机械效率越高(3)测量结束后,小明想到甲图中的滑轮组还有另一种安装方法,既可以省力,也可以改变力的方向,请在丙图中画出绳子绕法_23在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:(1)根据表格中的数据,在图甲中画出滑轮的绕绳方法_(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应_(填“保持
28、静止”或“匀速上升”)(3)第三次实验时,弹簧测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为_N,滑轮组的机械效率为_%(4)根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功_(填“变小”“不变”或“变大”),原因是_要提高同一滑轮组的机械效率,可以采取_的措施参考答案1盘山公路 1和2 其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力 1、3、4 根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等 62.5 【详解】1斜面是一种简单机械,使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时,斜面越长,则坡度越缓,则越省力;如:盘山公路。(
29、1)2探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时,采用的是控制变量法,实验中需要控制物重、倾角相同,表面材料不同,所以应该对比1和2的数据。(2)3对比实验1、5、6中的数据可知,在斜面的表面材料、物重相同的情况下,倾角越小,拉力越小,故结论是:在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力。(3)45探究斜面省力的情况与重力大小有关时,根据控制变量法可知,实验中需要控制倾角相同、表面材料相同,物体的重力不同;所以需要对比1、3、4的实验数据。根据1、3、4的实验数据可知,物体的重力变为原来的几倍,拉力会变为原来的几倍,即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等。6有用功为W有Gh4.5N
30、0.3m1.35J拉力做的总功W总Fs1.8N1.2m2.16J斜面的机械效率2省 55.6%(或56%) 斜面倾斜程度 斜面粗糙程度 大于 【详解】(1)1由表格数据可知,斜面的倾斜程度越缓,拉力F越小,即越省力。(2)2机械效率为(3)34分析表格的第二列和第七列数据可知,斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关;分析第二次和第四次的实验数据可知,斜面的机械效率和接触面的粗糙程度有关。(4)5当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时,拉力不仅要克服摩擦力还要克服一部分物体的重力,所以拉力要大于物体所受的摩擦力。3匀速直线 物重 拉力 57.1% 倾斜程度越大 小 大于 【详解】(1)1为了测力计读
31、数稳定,即处于平衡状态,故需要匀速拉动木块。(2)23比较物重和拉力两栏可以得出省力,因为拉力小于物重;故第二空是拉力。(3)45第二次实验的斜面的机械效率为故斜面的机械效率为;从实验数据可知,倾斜程度越大,机械效率越高。(4)6第一次实验额外功摩擦力的大小为同理,第二次实验摩擦力的大小为对比第一次实验,发现倾斜程度越大,摩擦力越小。(5)7从第(4)可知,倾斜程度越大,摩擦力越小,故木块通过1到达底面的摩擦力小,斜面的路程s也小,故摩擦力做功比较小,从顶端滑下来,都是重力势能转化为内能和动能,由于路线克服的摩擦力做功比较小,故动能比较大,速度比较大。4匀速直线 50% 0.9 越大 见解析
32、【详解】(1)1实验用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线运动,测力计示数稳定,若木块沿斜面变速运动,测力计的示数会发生变化,不稳定。(2)2在第2次实验中,有用功W有=Gh=3N0.3m=0.9J总功W总=Fs=1.8N1m=1.8J第2次实验中斜面的机械效率为3第2次实验的额外功为W额=W总-W有=1.8J-0.9J=0.9J摩擦力(3)4由表中数据可知:相同条件下,斜面的倾斜程度越陡,斜面的机械效率越大。(4)5生活中利用斜面的实例:盘山公路、楼梯等。52.6 85.7 当斜面的倾斜程度一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低 AD 【详解】(1)1斜面甲省力大小(2)2提升物体所做的
33、有用功沿斜面丙拉动物体所做的总功该斜面的机械效率(3)3甲、乙两次实验过程中,斜面的倾斜程度相同,粗糙程度不同,由表中数据可知,当斜面的倾斜程度一定时,斜面越粗糙,斜面的机械效率越低。4甲、丙两次实验过程中,斜面的粗糙程度相同,斜面的倾斜程度不同。分析表中数据可知,斜面倾角越小越省力,机械效率越低,故AD正确;BCEF错误。故选AD。60.5 66.7% 杠杆的重力 变大 【详解】(1)1由图知道,弹簧测力计的分度值是0.1N,所以它的示数是0.5N。(2)2在实验过程中,有用功是W有Gh1.0N0.1m0.1J总功是W总Fs0.5N0.3m0.15J所以杠杆的机械效率是(3)3有用功是提升钩
34、码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力。(4)4钩码的悬挂点在A点时,由杠杆的平衡条件得GOAFOB;悬挂点移至B点时,由杠杆的平衡条件得GOBFOC,经对比发现,由OA到OB力臂变大,所以拉力F也变大,如果仍使钩码提升相同的高度,那么杠杆提升的高度就会减小,额外功减小,所以,杠杆的机械效率变大。775% 变小 21,推到过程见解析 【详解】(1)1有用功为W有用=Gh=5N0.3m=1.5J总功为W总=Fs=4N0.5m=2J机械效率为(2)2钩码的悬挂点在A点
35、时,由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动,则由杠杠的平衡条件得悬挂点移至B点时,由杠杠的平衡条件得观察比较可知,悬挂点移至B点时,OBOA,即钩码重力的力臂变小,所以拉力F也变小。3杠杆的机械效率因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变;由于悬挂点B更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据W有用=Gh可知,有用功减小;从上面的表达式可知:W有用减小、W额不变,所以变大,分母变大,就减小;即21。8竖直 增大 摩擦力变大 【详解】(1)1应该沿竖直方向上匀速拉动弹簧测力计,才能便于测量刻度尺测量距离。(2)234如图所示,分度值为0.1N,从零刻度线开始往下数,一共24格,故读数为2.4
36、N;拉力所做的额外功为那么拉力所做的额外功为0.16J;动滑轮的机械效率为故动滑轮的机械效率为。(3)56从图表中的数据可知,用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,第一次实验的额外功为第二次实验的额外功为从实验数据可知,额外功在增加;由于服动滑轮做的功相同,故可能的原因是摩擦力做功在增加。故摩擦力变大。971.4 重力 不同 【详解】(1)1从第4次实验数据可知,滑轮组的机械效率为(2)2由表中实验数据可知,实验序号为的两次实验,物体重力相等而动滑轮的重力不同,滑轮组的机械效率不同,由此可得:滑轮组机械效率的高低与动滑轮的重力有关。(3)3从表中实验序号为和的数据可知,当
37、动滑轮重力相同、承重绳子股数相同而物体重力不同时,滑轮组的机械效率不同,由此可得:滑轮组机械效率高低与被提升物体的重力有关。(4)4要研究滑轮组机械效率高低是否与提升物体的高度有关,应该用同一个滑轮组将重物提升不同的高度去研究。10匀速 1.2 匀速上升 71.4% 1 大 换用轻质的动滑轮(或减小摩擦等) 【分析】(1)实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升;由图知,绳子的有效段数为3,根据snh求出第3次实验中绳子自由端移动的距离;(2)匀速提升物体时,还需克服机械摩擦做功,若静止时读数,则拉力中没有测量出机械的摩擦力;(3)根据如图乙测力计分度值读数;根据snh求出第二次实验
38、中绳子自由端移动的距离,根据100%求出本次测量出滑轮组的机械效率;(4)实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,假设不计摩擦,根据作用在绳子自由端的拉力:F,由表中第1组数据求出实验中小明所用动滑轮的重一定小于多少;(5)纵向比较表中数据可知,同一滑轮组,同一个滑轮组所提的物体越重,其机械效率越大;或在有用功一定的情况下,提高机械效率,还可以从减小额外功考虑【详解】(1)实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小;由图知,绳子的有效段数为3,根据snh,第3次实验中绳子自由端移动的距离为:30.40m1.2m;(2)匀速提升
39、物体时,还需克服机械摩擦做功,所以为了准确测量滑轮组提升物体时的机械效率,在读取弹簧测力计示数时,弹簧测力计应匀速上升;(3)第二次实验时,测力计示数如图乙所示,测力计分度值为0.2N,力的大小为1.4N,根据snh,第二次实验中绳子自由端移动的距离为:s3h30.30m0.90m;本次测量出滑轮组的机械效率为:=100%71.4%;(4)实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,假设不计摩擦,根据作用在绳子自由端的拉力:F,由表中第1组数据,G轮3F1G131.0N2N1N,故实验中小明所用动滑轮的重一定小于 1N;(5)纵向比较表中数据可知,同一滑轮组,所提的物体越重,其机械效率
40、越大;在有用功一定的情况下,提高机械效率,还可以从减小额外功考虑,可换用轻质的动滑轮(或减小摩擦等)11匀速 大 0.4 72.7% 增大 动滑轮重力 滑轮与轮轴间存在摩擦、缠绕滑轮组的绳子有重力 【详解】(1)1实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力大小。(2)2由1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,物体越重,机械效率越大。(3)34第3次实验中的有用功为第3次实验测得的滑轮组的机械效率为(4)56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增大,故由第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;由1、3次实验数据可知:
41、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),滑轮组的机械效率越低。(5)7由于滑轮与轮轴间存在摩擦、缠绕滑轮组的绳子有重力,因此根据力的平衡条件可知12匀速 c 增加提升物体的重力 越低 无关 A 变小 【详解】(1)1实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数。(2)2由数据知第3次实验中,绳子的有效段数所以滑轮组由5段绳子承担物重,由图示可知,第3次实验所用的装置是c。(3)3由表中实验数据可知,第1次实验滑轮组效率为分析第1、2次实验数据可知,使用的同一滑轮组,提升的钩码重力越大,机械效率越高,可得使用同一滑轮组,增加提升
42、物体的重力可以提高滑轮组的机械效率。4分析第1、3次实验数据可知,提升物体的重力相同,第3次实验时有两个动滑轮,动滑轮总重较大,而第3组的机械效率较小,故可得出使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮总重越重,滑轮组的机械效率越低。(4)5分析第3、4次实验数据可知,使用同一滑轮组提升相同的重物,物体被提升的高度改变,机械效率不变,可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。(5)6 用下列装置提升同一重物,若不计摩擦及摩擦,所作额外功就是提升动滑轮做的功,而使用定滑轮时,不用克服滑轮的重力做功,额外功为0,其机械效率为100%,而其它三个实验都要克服动滑轮重力做额外功,故使用定滑轮的机械效率
43、最高的,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。(6)7若实验时弹簧测力计没有沿竖直方向拉动,F变大,s不变,W总变大,而W有不变,根据机械效率公式,可知测出的动滑轮的机械效率的变小。13 1.6 66.7% 动滑轮重 【详解】(1)1由前3组实验数据知,s3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮绕起,如图所示:(2)23由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N;第3次实验时滑轮组的机械效率为第3次实验时滑轮组的机械效率为。(3)4由表中第3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,机械效率不同,由此可得,滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关。14匀速 乙 0.24 越
44、低 83.3% 2.8 【详解】(1)1实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定。(2)23由表中数据可知,第2次实验中,绳端移动距离s是钩码上升高度h的四倍,即动滑轮上有四股绳子承重,故可知是用图乙所示装置做的实验,此次实验中拉力所做的总功为拉动物体所做的有用功为故拉力F所做的额外功为(3)4由第1次实验和第2次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,所做的额外功越多,滑轮组的机械效率越低。(4)5由题意可知,乙实验装置中动滑轮上有四股绳子承重,故此时绳端移动的距离为此时所做的有用功为所做的总功为故此时的机械效率为(5)6因第1次实验中绳端移动的距
45、离为钩码上升的高度的三倍,故可知动滑轮上有三股绳子承重,即此实验所用的是图甲中的实验装置,可知绳端的拉力F与钩码的重力G的关系为解得动滑轮的重力为故当物体的重力为G0=7N时,绳端的拉力为15匀速 80 绳子的绕法 物重越大 【详解】(1)1实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小。(2)2由第4次实验数据可知,s4h,所以滑轮组由4段绳子承担物重,因此绳子应从定滑轮绕起,如下图所示:3第4次实验时滑轮组的机械效率为:(3)4通过比较甲、乙两次实验数据知,滑轮组和提升物体的重力相同,绳子段数不同,即缠绕方式不同,而机械效率相同,故得出结论:使用同一滑
46、轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关。(4)5通过比较乙、丙两次实验数据知,同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。16匀速 乙 低 0.3 83.3% 【详解】(1)1实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样示数才会稳定,由二力平衡可知,读出的数值才等于拉力的大小。(2)2实验2中,s20.4m,h20.1m,则绳子自由端通过的距离是物体上升高度的4倍,所以实验2是用乙图做的实验。(3)3由表中第1次实验和第2次实验的数据可知,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),滑轮组的机械效率越低。(4)45由表中第1次实验数据可知,绳端移
47、动的距离是钩码上升高度的3倍,第三次实验使用同样的装置,则第3次实验中,绳端移动距离为s3h30.1m0.3m故滑轮组的机械效率为17甲 高 1、4 不合理 C 【详解】(1)12绳端移动的距离是物体升高的高度的3倍,即绳子的段数为3段,故选甲图;所示的滑轮组测得的,其机械效率是故机械效率是。(2)34通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论,使用同一滑轮组提升重物时,钩码越重,机械效率越高;使用滑轮组提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关,即物重相同,绳子的段数不同,故选1、4两次实验。(3)5该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,想法是不合理的,因为忽略了摩擦力的影响。(4)6
48、实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率,多做几次,以得到普遍规律。18匀速 83.3 小明 0.4 不能 0.8 小于 等于 【详解】(1)1实验中,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。(2)2 3甲滑轮组的机械效率是 可见甲装置的机械效率比乙装置大,小明的说法是正确的。(3)4乙滑轮组绕在动滑轮上的绳子有4股,所以绳子自由端移动的距离为 5滑轮组的机械效率可以表示为可知,滑轮组的机械效率与h无关,因此提高装置乙钩码上升的高度不能提高机械效率。(4)6绳重和摩擦忽略不计,所以对重物和动滑轮整体受力分析可得所以动滑轮重力为(5)7在提升同一重物时,由于丙装置绳重和摩擦较大
49、,有用功相同,额外功变大,则总功变大大,故装置丙的机械效率小于装置甲的机械效率。8不计绳重和摩擦,故克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源,所以机械效率可以表示为可知,两实验中提升物体的重力相同,动滑轮重力相同,故装置丙的机械效率等于装置甲的机械效率。19乙 越低 0.6 83.3% 越大 12 【详解】(1)1根据s=nh可知,第2次实验中,绳子的有效段数因此选择乙装置进行实验。(2)2由表中第1次实验和第2次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多即动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率越低。(3)3用第1次实验中使用的装置做第3次实验,绳端上移的距离s=nh=30.
50、2m=0.6m4机械效率(4)5比较第1、3次实验数据可知,用同一个滑轮组装置提升重物,所提物体越重,机械效率越高。(5)6忽略绳重和摩擦,则克服动滑轮的重做的功为额外功的唯一来源,机械效率由图丙装置知,当动滑轮重为4N时,机械效率为75%,则G=12N20匀速 0.6 0.075 大 无关 B 【详解】(1)1实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。2测力计分度值为,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为。(2)34第2次实验时所做的有用功第2次做的总功滑轮组的机械效率是(3)5分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越,滑轮组的机械效率越高。
51、6 分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。(4)7各选项的分析如下: A增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故A不符合题意;B减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大,故B符合题意;C由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据,机械效率与物体提升的速度无关,故C不符合题意。故选B。21竖直向上匀速 0.2 省力 提升物体的重力不同 【详解】(1)1在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计示数稳定,便于读数。(2)23由第三组数据知道,有用功总功为则机械效率为(3)45b的有用功为总功为的有用
52、功和总功相同,机械效率相同,根据数据zd ,的拉力大于的拉力,所以的优势是省力6c的有用功为总功为则机械效率为7、滑轮组,它们机械效率的关系是:,其原因是提升物体的重力不同.22匀速 1 67% 物体的重力越大 【详解】;(1)实验中应沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1N;第3次实验时滑轮组的机械效率为:67%;(2)第2次实验时滑轮组的机械效率为:W有用W总GhFs4N0.1m1.6N0.3m100%83%由表格中的数据可知,1、2两次实验中,重物上升的高度相同,滑轮组相同,物体的重力不同,机械效率不同,物体的重力越大,机
53、械效率越高;(3)由图可知,该滑轮组为一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,要想改变力的方向,应使得绳子的自由端向下移动,即绳子的自由端通过定滑轮,如图:点睛:为准确地测出拉力,需竖直向上匀速拉动测力计;进行读数时,注意测力计的分度值;根据公式计算机械效率;根据机械效率公式求出第二次的机械效率,然后对比第一次的机械效率,根据控制变量法分析;动滑轮可以省力,定滑轮可以改变力的方向23 匀速上升 1.8 74.1 变大 克服摩擦做功更多 增加提起的物重(或减轻动滑轮重或加强转动部分的润滑等) 【详解】(1)分析表中数据可知,动力作用点移动的距离s是钩码上升高度h的3倍,说明由三段绳子承担物重,故滑轮组的绕线情况如下图所示:(2)在缓慢提升物体时,还需克服机械摩擦做功,所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率,所以需在缓慢匀速提升时读数;(3)图中弹簧测力计的分度值为0.2N,所以拉力F=1.8N,第三次试验时,滑轮组的机械效率为:=100%74.1%;(4)根据表格中的数据分析可知:滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和绳子间的摩擦力做的功;随着物重的增大,动滑轮的重力不变,物重越大,摩擦力越大,所以额外功变大;提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、减小摩擦等
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