初中物理杠杆机械效率的测量实验试题

为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，小黄同学用弹簧测计拉着同一木块沿粗糙程度相同的斜面匀速向上运动，如图所示，实数据记录如下表：
   

实验次数	斜面的倾斜程度	木块重量G／N	斜面高度h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长s/m	机械效率η
1	较缓	10	0.4	6.6	1
2	较陡	10	0.5	7.6	1	65.8%
3	最陡	10	0.6	8.4	1	71.4%

（1）根据表中数据可求出第1次实验：有用功是________J，总功是__________J，机械效率是_____________，拉木块时克服摩擦力做的功是__________J。
（2）分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾斜程度越陡，所需的拉力越_________，斜面的机械效率越___________。

小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案，分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼，所用拉力分别为F_甲、F_乙，它们的机械效率分别为η_甲、η_乙，则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦）

A．F甲＞F乙η甲=η乙	B．F甲＜F乙η甲＜η乙
C．F甲＞F乙 η甲＞η乙	D．F甲＜F乙 η甲=η乙

如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图．A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图．在一次打捞重物的作业中，在重物浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂重物时变化了0.4m³；在重物全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂重物时变化了1m³．钢丝绳的重、轴的摩擦及水对重物的阻力均忽略不计．（水的密度取1.0×10³kg/m³  g取10N/kg）求：

（1）重物的重力；
（2）重物浸没水中受到的浮力；
（3）当重物浸在水下时，卷扬机匀速拉动钢丝绳的拉力大小为1.５×10^３N，该滑轮组的机械效率是多少？

（1）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图1所示的滑轮组做了多次实验，其中第4、5两次实验中只更换了动滑轮，实验数据记录如下表所示．

实验次数	钩码重 C1/N	动滑轮重 C2/N	钩码提升高度h1/m	弹簧测力计示数F/N	弹簧测力计上升高度 h2/m	滑轮组的机械效率η
1	2	0.5	0.1	0.85	0.3	78.4%
2	4	0.5	0.1	1.54	0，3	86.6%
3	6	0.5	0.1	2.24	0.3	89.3%
4	6	1	0.1	2.40	0.3	83.3%
5	6	2	0.1	2.74	0.3	73.3%

①这位同学在实验操作中，应该竖直向上　　拉动弹簧测力计．
②对比分析1、2、3次实验数据，可以得到的初步结论是：使用同一滑轮组提升重物，滑轮组的机械效率随物重的增加而　　．
③对比分析3、4、5次实验数据，可以得到的初步结论是：在被提升的重物一定时，所用滑轮组的动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　　．
（2）小华测量一个实心玻璃球的密度，所用实验器材和操作步骤是：第一步，如图2甲所示，先将两个完全相同的烧杯分别放置在已调好的天平左右两个托盘中，再将玻璃球放入左盘烧杯中，同时向右盘烧杯中倒入一定量的水，并用滴管小心增减，直至天平平衡．第二步，将右盘烧杯中的水倒入量筒中，量筒示数如图2乙所示，则水的体积为　　mL．第三步，用细线拴好玻璃球，轻放入量筒中，此时玻璃球和水的总体积如图2丙所示．由实验中测得的数据，小华得出实心玻璃球的质量为　　g，密度为　　g/cm³．

用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重为150N的物体匀速提升1m。不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％，则下列选项错误的是    （      ）

A．拉力大小一定是125N	B．有用功一定是150J
C．总功一定是250J	D．动滑轮重一定是100N

伴随着“环保低碳、节能减排”的生活新理念，太阳能汽车营运而生．这款汽车利用太阳能电池板将太阳能转化为电能，再利用电动机为汽车提供动力．若电池板提供给电动机的功率为1600W，电动机工作时的电流为10A．求：
（1）电池板提供给电动机的电压为多少？
（2）如果电能转化为机械能的效率为75%，汽车的功率为多少？
（3）如果该车在30min内沿直线匀速行驶的距离为18km，则车受到的阻力为多少？

如图所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求：

（1)动滑轮重是多少?
（2)拉力做功的功率是多少；
（3)滑轮组的机械效率是多少?
（4)当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率．

下面是“探究斜面的机械效率”得到的实验数据，请完成下面的填空。
表一：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率η
1	较缓	木板	0.2	10	2	1	5	5	40.0％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	最陡	木板	0.6	10	6	1	7	7	85.6％

(1)由表一可知，在斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越________，斜面的机械效率越________。(选填“大”、“小”、“高”或“低”)
表二：

实验次数	斜面坡度	斜面材料	斜面高h(m)	小车重G(N)	有用功Gh(J)	斜面长s(m)	拉力 F(N)	总功 Fs(J)	机械效率 η
1	较陡	毛巾	0.4	10	4	1	7	7	57.1％
2	较陡	木板	0.4	10	4	1	6	6	66.7％
3	较陡	玻璃	0.4	10	4	1	5	5	80.0％

(2)由表二可知，在斜面的倾斜程度一定时，斜面越________，斜面的机械效率越________。(选填“粗糙”、“光滑”、“高”或“低”)
(3)从表一中还可以发现，斜面的倾斜程度越小，越_________(选填“省力”或“费力”)；斜面越省力，机械效率越________(选填“高”或“低”)。
⑷我们的校园中，有什么应用到斜面的知识，请举一例：________________________。

某工人利用滑轮组在20s内将3000N的物体匀速提高4m，已知这个滑轮组的机械效率是80%，求：
（1）这名工人所做的总功是多少J？
（2）他所做的额外功是多少J？
（3）他的输出功率是多少W？

小聪利用斜面进行如下的实验。

（1）图中的数据是在测量斜面机械效率时得到的，由此可知此时斜面的机械效率η＝______。
（2）为了进一步探究斜面的特点，小聪接着做了三次实验，实验数据如下表。

①分析表中数据可知，沿斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面倾斜角度越大，机械效率越_________，拉力越_________。
②由表中第2次数据可知，此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为______N。

小强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上，不计绳子重和摩擦，如果所送货物重G从20N开始逐渐增加，每次均匀拉动绳子，且提升同样的高度，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图象，当货物重G为20N时，滑轮组的机械效率是      ，动滑轮的重是      N；当货物重G为180N时，滑轮组的机械效率是      ．

用如图所示的滑轮组提升水中的物体M，物体M高为3m，底面积为0.02m²，密度为4.5×10³kg/m³。物体M完全在水面下以0.2m/s速度匀速竖直上升的过程中，电动机加在绳子自由端的拉力为F，拉力F做功的功率为ρ，滑轮组的机械效率为η。已知电动机的输出功率为480W恒定不变，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。求：

（1）物体M完全在水面下时的浮力；
（2）物体M完全在水面下时滑轮组的机械效率η。
（要求：画出受力分析图）

在通讯线路的抢修现场，起重机正将一箱箱设备吊装到3m高的施工台上．其中起重臂下的钢绳是绕在一个动滑轮上的．若每箱设备均重4000N，施工台距离地面的高度为3m．如果起重机沿竖直方向匀速提升一箱设备时，动滑轮上每段钢绳的拉力为2500N，在忽略钢绳重和摩擦的情况下．

（1）动滑轮在提升这箱设备时的机械效率是多大？
（2）在安全操作的前提下，为了节省时间，加快施工进度，起重机同时将两箱设备以0.1m/s的速度匀速提升到施工台．求这种情况下，动滑轮上钢绳自由端拉力的功率为多大？

电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小明对家里的电动自行车进行了测试．他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图像．已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A．由图可知7至12s内电动自行车受到的摩擦力为      N；电动自行车匀速行驶时，机械效率为    %．

某学习小组用几个相同的滑轮来探究定滑轮、动滑轮和滑轮组的机械效率，实验装置如图所示．他们将测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W总/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）表格中数据★=         ；
（2）第1次实验中，拉力F与提升物体的重力不等，主要原因是             ；
（3）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是               ；
（4）比较实验2、3，这两次实验机械效率不同的主要因素是                ；
（5）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将                。（选填“变大”、“变小”或“不变”）