初中物理滑轮（组）机械效率的测量实验试题

如图15-2-4，在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，如果没有刻度尺，对于如图15-2-4所示的滑轮组，只要用弹簧测力计测出钩码受到的重力Ｇ，然后____________拉动弹簧测力计使重物升高，读出拉力Ｆ的值就可以算出η＝____________。

图15-2-4

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，实验数据如表：

序号	动滑轮重 $G_{动}/N$	物重 $G/N$	物体上升的 高度 $h/m$	绳端受到的拉力 $F/N$	绳端移动的距离 $s/m$	滑轮组的机械效率 $\eta /\%$
1	0.5	1	0.1	0.6	0.3	55.6
2	0.5	2	0.1	1.0	0.3	66.7
3	0.5	4	0.1		0.3

（1）根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮组的绕绳方法。

（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　　（选填“保持静止”或“匀速上升” $)$

（3）第三次试验时，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：

①随着物重的增大，额外功　　（选填“变小”、“不变”或“变大” $)$，原因是　　

②要提高同一滑轮组机械效率，可以采取　　的措施。

某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：

（1）请你在图中画出本实验的绕绳方法．
（2）若用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，则：克服动滑轮的重力所做的额外功    （相同／不同）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变    ，滑轮组的机械效率变    ．
（3）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为了    （填字母）．
A．减小摩擦
B．多次测量取平均值减小误差
C．获得多组数据归纳出物理规律
（4）由本实验    （能／不能）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关．

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：　　。

图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上　　拉动绳子自由端，将重为 $4.5N$的物体从 $A$位置提升到 $A\text{'}$位置，同时弹簧测力计从图中的 $B$位置上升到 $B\text{'}$位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：

（1）物体提升的高度是　　 $\mathit{cm}$，拉力是　　 $N$，该滑轮组的机械效率 $\eta =$　　；

（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

在"测量滑轮组的机械效率"实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：

实验次数	物体重力/N	提升高度/m	拉力/N	绳端移动的距离/m	机械效率η
1	3	0.1	2.0	0.3	50%
2	6	0.1	①	0.3	②

（1）实验中要竖直向上 　 　拉动弹簧测力计，使物体升高。

（2）图乙中弹簧测力计的示数为 　    　N，表格中②处数据应为 　    　%。

（3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 　 　（选填"变大"、"不变"或"变小"）。

小丽同学在测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	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	②

 
（1）表中①处应填__________，②处应填_________；
（2）请在图乙中画出滑轮组绕绳方法。通过实验1和实验2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，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率__    _；
（3）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：                 。