初中物理滑轮（组）机械效率的测量实验试题

【湖南省岳阳市2015年中考物理试题】在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。

次数	钩码重/N	钩码上升 距离/cm	弹簧测力计 示数/N	弹簧测力计 上升距离/cm	机械效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9 %

（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N。
（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“高”或“低”）。
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 （只填序号）
A.71.6% B. 82.4% C. 92.1%

小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为 $1.0N$，每个钩码的重力为 $0.5N$，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）

序号	1	2	3	4	5	6	7	8
动滑轮重 $G_0/N$	1.0	1.0	1.3	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
所挂钩码的重力 $G/N$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
弹簧测力计示数 $F/N$	0.8	1.2	1.3	1.6	1.8	2.2	2.3	2.7

（1）分析实验数据可以得到：在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组　 　（选填“省力”或“不省力” $)$

（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数 $F$与被提升钩码重力 $G$以及动滑轮重力 $G_0$的关系为　　

（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为 $50N$的物块从位置 $A$匀速直线拉到位置 $B$，请在图中画出最省力的绕线方法：物块移动的距离为　　 $\mathit{cm}$；若此时绳自由端所用拉力为 $10N$，物块受到的摩擦力为 $18N$，该滑轮组的机械效率为　　。

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：

序号	钩码重G／N	钩码上升高度h／cm	拉力F／N	绳端移动距离s／cm
①	1.0	20.0	0.7	40.0
②	2.0	20.0	1.2	40.0
③	3.0	20.0	1.7	40.0

（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次实验时测得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”）。

如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g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，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F．请你根据这个同学做的实验完成下列问题：

（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是 　 　；

（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是 　 　cm。

（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是 　 　，拉力F做功的功率是 　 　W。

如图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置。实验过程中必须 竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高。小明同学做了3次实验，第3次实验的拉力读数如图所示，若钩码的重为3N，则拉力的大小是 N，第3次实验的机械效率为 。

某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。

（1）如果影响机械效率的因素有 $A$、 $B$、 $C$多个，要研究其与 $B$因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变　　因素，从而进行研究。

（2）下列 $A$、 $B$是同学提出的两个猜想：

猜想一：两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；

猜想二：两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。

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。

验证猜想一的小组应按图　　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小　　（相等 $/$不相等），则可初步判断猜想一是错误的；

验证猜想二的小组应按图　　所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是　　（正确 $/$错误）的。

（3）请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：　　。

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/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	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（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次实验的机械效率是 。
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，把同一重物提升相同高度对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。

小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。

（1）以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η？ 　 　，如果能，写出η的表达式；如果条件不足，写出还需补充的物理量的测量步骤和符号，并写出η的表达式 　 　（η用题目已知及补充的物理量符号表示）

（2）若A在10s内运动了4m，A的速度为 　 　。

在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。

次数	物体的重力 G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	绳端移动的距离s/m	机械效率 η
1	2	0.1	1	0.3	66.7%
2	3	0.1	1.4	0.3	71.4%
3	4	0.1	1.8	0.3	74.1%
4	2	0.1	1.5	0.2

（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是 （结果精确到0.1%），这次数据是用图中 （填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的；
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该 ，在第1次实验中，当拉着物体以0.1m/s的速度匀速上升时，拉力F的功率为 W；
（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？ 。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断依据： 。

在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

实验次数	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的读数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率
1	2	8	0.8	24	83.3%
2	4	5	1.5	15
3	6	10			90.9%

（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。
（2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率。
（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与 有关（写出一种影响因素即可）。

结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，

（1）对图①中的两支蜡烛的要求是　　；

（2）图②中，　　的机械效率高；

（3）图③研究的是电流产生的热量跟　　的关系；

（4）图④中的　　（填“铁屑”或“小磁针” $)$能更好的显示磁场的分布。

小明同学做"测量滑轮组机械效率"的实验。（如图所示），用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。

实验 次数	钩码的 重力G/N	钩码提升高度 h/m	拉力 F/N	绳端移动的 距离s/m	机械效率 η
1	2	0.1	0.9	0.3	74%
2	4	0.1	1.6	0.3	83%
3	6	0.1	①	0.3	②

（1）观察如图中测力计的示数，表格中编号①的数值是 　 　，②的数值是 　 　。

（2）小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法，汽车作为一种"机械"，提高效率对节能减排有重要意义，请你指出以下三种提高效率的方法中，方法 　 　是与本实验同理的。

方法一：鼓励人们"拼车"出行，使汽车尽量装满人员

方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量。

方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。

（3）小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为钩码数量一定时，无论将钩码提升多高。都不影响该滑轮组的机械效率，小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了，你认为 　 　的看法是正确的。

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：

序号	钩码重G／N	钩码上升高度h／cm	拉力F／N	绳端移动距离s／cm
①	1.0	20.0	0.7	40.0
②	2.0	20.0	1.2	40.0
③	3.0	20.0	1.7	40.0

（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次实验时测得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”）。

小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题：
（1）使用动滑轮能否省功？
（2）动滑轮的机械效率与什么因素有关？
实验得到下表中的数据：

钩码 重/N	钩码上升的距离/m	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计 移动距离/m	W有用功/J	W总/J	机械效率η / %
1	0.10	0.6	0.20	0.10	0.12	83.33
2	0.15	1.1	0.30	0.30	0.33	90.91
3	0.20	1.6	0.40	0.60	0.64

（1）提升3N钩码时的机械效率是 ；
（2）分析3次实验的数据可初步得出的结论是：使用动滑轮 ；
（3）既然有如上结论，为什么还要使用动滑轮，请引用表中数据举例说明： ；
（4）分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是： 。

在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表：

实验次数	钩码重 $G/N$	钩码上升高度 $h/\mathit{cm}$	拉力 $F/N$	绳端移动距离 $s/\mathit{cm}$	机械效率
1	0.5	10		30
2	1.5	10	0.8	30	$62.5\%$
3	0.5	10	0.5	40	$25.0\%$
4	1.5	10	0.7	40	$53.6\%$

（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是　　（选填“甲”或“乙“ $)$滑轮组。

（2）在第一次实验中，当　　拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力 $F$为　　 $N$；该次实验滑轮组的机械效率是　　（计算结果精确到 $0.1\%)$。

（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志，结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是　　（选填符号）。

$A$．增加所提物重 $B$．减轻机械自重 $C$．机械加润滑油 $D$．增加重物上升高度