物理实验探究专题14滑轮组机械效率.docx
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物理实验探究专题14滑轮组机械效率
测滑轮组的机械效率
1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。
（1）、请计算出后两次的机械效率，并填入表格中；
（2）、比较1、2两次实验，可得的结论：
_______________________________________
（3）、比较2、3两次实验，可得的结论：
_______________________________________
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
测力计的示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/％
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1
2
4
0.1
1.6
0.3
3
4
0.1
1.1
0.5
2、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，数据如下表：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______
②3次实验中滑轮组的机械效率是_______
③本次实验得到的结论是：
___________________________________
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
2.5
9
2
6
5
2.5
18
3
6
8
2.5
24
（2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验，
①小红的做法是为了控究_________________________
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”），理由是：
_____
________________________________________________.
得到的结论是：
__________________________________.
（3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
物理量
控制因素
物重
G/N
绳端拉力F/N
机械效率η/％
较小提升速度
10
4.2
79.4
中等提升速度
10
4.2
79.4
较大提升速度
10
4.2
79.4
甲
在小军的实验中，你得到的结论是：
________________________________________。
3、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。
钩码总重G（N）
钩码上升高度h（m）
测力计拉力F（N）
测力计移动距离s（m）
5
0.05
1.4
0.15
（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______。
钩码总重G（N）
钩码上升高度h（m）
测力计拉力F（N）
测力计移动距离s（m）
5
0.05
1.4
0.15
4、某班同学利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”
的实验以后，进行了小组交流，下表是甲乙两小组的实验数据记录：
实验小组
钩码重G/N
动滑轮重G/N
拉力F/N
机械效率
η/％
甲
0.5
0.4
0.35
47.6
乙
0.5
0.4
0.38
43.9
甲、乙两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮组机械效率却不同，可能的原因是什么？
5、在测定“各种滑轮组机械效率与物重关系”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行实验，并将数据记录在了下面表格中。
实验
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
拉力
F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
η/％
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
0.9
0.3
3
3
0.1
1.1
0.3
（1）请你用笔画线代替绳子，根据数据组装滑轮组；并计算出后两次滑轮组的机械效率。
（2）就这一问题的研究，你认为她收集的数据是否充分？
说明理由。
6、在研究“影响滑轮组的机械效率因素”的实验中，小聪同学预设的实验过程是：
用弹簧测力计测出一个钩码的重力，按照图甲组装滑轮组，静止时读出测力计的示数F1，根据η=G/Fn计算出滑轮组的机械效率η1。
再按照图乙组装滑轮组（动滑轮大小变化），改变所提物重，提升两个钩码，重复上述实验计算出滑轮组的机械效率η2，比较得出滑轮组的机械效率高低只与物重有关。
指出实验方案有哪些不足，并提出相应的改进意见。
7、学校实践活动中，小明同学在探究“测滑轮组的机械效率与物重的关系”的实验中，得到了如下实验数据：
（不计绳重及摩擦）
实验
次数
物重
G/N
钩码上升高度h/m
拉力
F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
平均机械效率
1
2
0.1
1.5
0.2
66.7%
80.3%
2
4
0.1
2.5
0.2
80%
3
6
0.1
3.5
0.2
85.7％
4
8
0.1
4.5
0.2
88.9%
（1）请你指出表格中不合理的地方，并说出你认为不合理的理由.
（2）聪明的小明仔细分析了实验表格，他发现了一个欣喜的结论，使用此滑轮组时拉力一定小于物重。
请你对此结论进行评价.
8、在探究“滑轮组机械效率与物重关系”的实验中，用同一滑轮组装置做了三次实验，测量的数据如下表：
实验
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
拉力
F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
η/％
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
2
0.1
0.9
0.3
74.1
3
3
0.1
1.1
0.3
90.9
右图是某公司的一幅广告宣传画：
一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”。
（1）请你分析上述实验数据，得出机械效率与物重的定性关系；
（2）利用这个关系对这幅宣传画发表自己的评述
9、将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。
一位同学想运用所学的知识设计了一个升降装置，用电动机提供动力将物体拉上楼，经过班内同学交流确定以下两套方案，如甲乙两图，请你对两套方案进行对比，作出评价.
10、（2007武汉）小强在测滑轮组的机械效率时，记录了如下的实验数据：
（不计绳重和摩擦）
（1）根据下表的数据可以计算出滑轮组的机械效率为。
（2）请帮助小强画出该滑轮组的绕线方式。
（3）当动滑轮重为N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力。
11、（2007桂林）小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？
”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是 （填写序号）
（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：
（至少写出两种）
.
（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：
① ；② ；③ 。
12、（2005盐城）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秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值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）实验后小强猜想，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，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的。
你认为小强应采用的正确方法是什么？
答：
。
13、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，
实验数据如下表所示．
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16中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
（3）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．
14、在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明同学测的数据如下表所示：
（1）根据表格提供的信息请你帮小明完成滑轮组的装置图。
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
机械效率
3
1.2
0.1
0.3
（2）在表中空白处写出机械效率的值。
（3）实验后小明积极思考如果该滑轮组的滑轮个数及绕绳方式不变，改变其
他因素是否会影响它的机械效率呢？
他想可能改变绳子与滑轮之间的摩擦会影
响机械效率。
你还能提出一个猜想吗？
并针对你的猜想设计实验方案。
猜想；；
实验方案：
。
15.小明测滑轮组机械效率的实验过程如图14所示。
小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图丁所示。
丁
（1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率（写出计算步骤）。
（2）若增加提升钩码的个数，该滑轮组的机械效率（填“增大”、“不变”或“减小”）。
影响该滑轮组机械效率的因素还有。
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
甲乙
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分）
（2）请将表中空白处填上恰当的数据。
（百分号前保留整数）（2分）
（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___________。
（1分）
（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。
（1分）
17、在探究“滑轮组的机械效率与提升物体的重力大小是否有关”的实验中，所用的实验装置如图（甲）所示。
另外提供的实验器材还有：
一把刻度尺、钩码（质量未知）若干。
（1）请画出记录实验数据的表格，并写出用直接测量的物理量表示的机械效率表达式。
①记录实验数据的表格：
②用直接测量物理量表示的机械效率表达：
。
（2）在实验中匀速提升物体时，弹簧测力计的示数如图（乙）所示，则拉力的大小N。
如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大了，则测得的滑轮组的机械效率将
（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
18、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。
一位同学设计了如图5所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：
实验次数
动滑轮重/N
物重/N
拉力/N
绳子的股数n
机械效率η
1
1
2
1
2
1
4
1.67
3
2
4
2
4
1
4
2.5
（1）
实验时，应_________、__________
拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧
测力计读出绳子自由端的_____________
的大小；同时用____________测出钩码升
高的高度人。
（2）在表中填上四次实验的绳子的股数n和
机械效率。
（3）根据实验_______和________（填①、②、
③、④）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；图5
（4）根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______________;
（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越__________；
（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用__________（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升___________（填“相同”或“不同”）的高度去研究。
19、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，第1、2、3次实验装置分别如图27中的甲、乙、丙所示。
次数
钩码重G／N
钩码上升高度h／m
有用功W有用／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η
1
2
0．1
0．2
0．9
0．3
0．27
74．1%
2
4
0．1
0．4
1．6
0．3
0．48
83．8%
3
4
0．1
1．1
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，使动滑轮所做的额外功________（选填“增大”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”）。
20、做物理实验要遵循实事求是的原则。
芳芳同学按照图6所示装置对动滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：
通过分析数据。
她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？
除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”？
（2）分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化？
21、在探究滑轮组机械效率的实验课上，同学们利用老师提供的器材组装了多种滑轮组；
（1）请你在上图中任选两图，猜想它们的效率是否相同，如果不同可能是什么因素影响了它们的效率？
（2）请你根据你的猜想，设计合理的实验步骤来验证它；
（3）根据可能出现的现象写出实验结论
参考答案：
1、
（1）同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高
（2）不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
2、18cm或5cm、80%、滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关
（2）滑轮组的绕线方式、相同、做的有用功相同，做的额外功也相同、滑轮组的机械效率与绕线方式无关、滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关
3、0.25、0.21、有用功大于总功、测力计的示数读错、92.6%
4、测拉力时没有使测力计匀速上升，造成测量的力不准确、滑轮的轮与轴间的摩擦力大小不同
5、不充分，因为他只采用了此滑轮组进行了三次实验，应该换用不同的滑轮组再进行实验，结论就会更可靠。
6、
（1）、在静止时读弹簧测力计的示数，应在匀速运动过程中读数
（2）、探究机械效率与物重关系时，换用了不同的滑轮组，应用同一个滑轮组进行实验
（3）、探究机械效率与哪些因素有关，而得到的结论是只与物重有关
7、
（1）平均机械效率一栏不合理，物重发生改变时，机械效率已经发生改变，求平均机械效率无意义。
（2）不正确，他只探究了物重大于1N时的情况，应再探究物重等于1N和物重小于1N时的情况。
8、甲的机械效率比乙的高、物重太大时，甲提不起来、乙比甲省力
9、
（1）同一滑轮组，物重越重，滑轮组的机械效率越高
（2）物重越小，滑轮组的机械效率越低
10、不考虑摩擦和绳重时，F＝（G＋G动）/n，代入η＝
，得η＝G/（G+G动），代入数据可求得η＝80％。
由表格中数据可知，s=2h，所以绕线时，要有2股绳子吊起动滑轮。
根据滑轮组省力公式F＝（G＋G动）/2，不省力即F=G物＝2N，解得G动＝2N。
11、
（1）任选其中一个均可
（2）（3）见下表
选择
补充器材
控制因素
①
弹簧测力计，刻度尺
斜面长、斜面的粗糙程度、物体重
②
弹簧测力计，刻度尺，毛巾
斜面长、斜面高、物体重
③
弹簧测力计，刻度尺
斜面高、斜面的粗糙程度、物体重
④
弹簧测力计，刻度尺，不同重物
斜面长、斜面高、斜面的粗糙程度
12、
（1）η＝
；
（2）＞；（3）用相同的滑轮组提升不同的数量的钩码，分别测出相应的机械效率，然后进行比较，得出结论。
13、（）、40
（2）略（3）66.7﹪（4）66.7％〈η〈72.7％
14、
（1）略
（2）83.3％（3）略
15、⑴根据题目的实验数据得知：
物体重G＝2.0N，弹簧测力计拉力
F＝0.8N，物体升高H＝0.1m，弹簧测力计移动的距离L＝0.3m
根据W＝FS得：
W有＝GH＝2.0N×0.1m＝0.2J
W总＝FL＝0.8N×0.3m＝0.24J
η＝W有／W总＝0.2J／0.24J＝83.3﹪
⑵增大动滑轮重绳的重及机械的摩擦
16、
（1）甲、乙
（2）74％83％（3）越低（4）物重越重，滑轮组的机械效率越低
17、
次数
钩码重G／N
钩码上升高度h／m
有用功W有用／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η
1
2
3
（2）Gh/FS×100％（3）0.8N、偏小
18、
（1）匀速、向上、拉力大小刻度尺
（2）3、3、3、266.7％、80％、66.7％、80％
（3）①、②（4）低（5）低（6）同一、不同
19、
（1）、高
（2）、0.472.7％（3）增大（4）减小
20、
（1）绳与轮间的摩擦、动滑轮重使用轻质的滑轮
（2）、同一滑轮组，机械效率随物重的增大而增大
21、略
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