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.
(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 .(保留1位小数)
物理活动课上,同学们骑自行车经过一个斜坡,小明沿直线奔向坡顶,小红则沿着“S”形路线骑向坡顶,到达坡顶时两人颇有思考地一番对话,如图所示.
(1)为了验证小明的说法,他们设计实验测量斜面的机械效率:
①如图2所示,选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个,还需要的测量工具是 和 .
②在实验过程中应沿斜面拉动木块1做 运动.
③他们进行了甲、乙、丙三次操作:以上三次操作过程,能验证小明说法的两次操作是 (选填“甲、乙”或“甲、丙”或“乙、丙”).
④如果小明的说法正确,你选择的两次操作中机械效率的大小关系是 (甲、乙、丙的机械效率分别用η甲、η乙、η丙表示).
(2)小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用,请举出一例: .
如图所示,是测量滑轮组机械效率的实验装置.
(1)用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动重为5N的钩码,由图示可知拉力大小为 N,将弹簧测力计向上移动12cm,则钩码上升的高度为 cm,该滑轮组的机械效率是 (结果保留到0.1%).
(2)提高机械效率的主要办法是改进结构,使它更轻巧.若如图装置中动滑轮的重为G1,用它提升一重物,滑轮组的机械效率为75%;改用一个轻质材料制作的重为G2的动滑轮后,再提升同一重物,滑轮组的机械效率提高到了90%,则G2与G1之比为 (不计绳重及各处的摩擦).
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η |
1 |
较缓 |
5 |
0.2 |
2.4 |
1 |
41.7% |
2 |
较陡 |
5 |
0.5 |
3.2 |
1 |
78.1% |
3 |
最陡 |
5 |
0.7 |
4.3 |
1 |
81.4% |
(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4.0N,他们测得这种情况下斜面的机械效率为 .
(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”).
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,实验装置如图所示。
实验次数 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 |
1.6 |
2.4 |
绳端移动距离s/m |
0.3 |
0.4 |
|
机械效率η |
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次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s= m,机械效率η= 。
(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用相同的滑轮组提升不同的重物时,物重越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“不变”或“越低”)。
小明测量如图所示中甲、乙两不同滑轮组的机械效率,他匀速拉动弹簧测力计,正确操作并将实验数据记录如表:(绳重、摩擦和弹簧测力计自重均不计):
滑轮组 |
物体重G/N |
物体上升的高度h/N |
拉力F/N |
绳自由端移动的距离s/m |
机械效率η |
甲 |
3 |
0.1 |
2 |
0.2 |
75% |
乙 |
3 |
0.1 |
2 |
0.3 |
|
(1)甲图中定滑轮的作用是 .
(2)乙滑轮组的机械效率为 .
(3)甲、乙滑轮组机械效率不同的原因是 .
(4)甲滑轮组中动滑轮的重力是 N.
(5)若甲滑轮组提升的物体重从3N增加到5N,其机械效率将 (变大/不变/变小).
小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图所示的滑轮组进行了五次实验,实验中读数准确,数据记录如下表:
(1)请画出实验中所使用滑轮组的绳子绕法;
(2)表中有一个数据的记录是不合理的,此数据是 ;
(3)第三次实验的机械效率为 ,综合表中数据可得:滑轮组的机械效率与 和 无关;
(4)若用此滑轮组提升4N的物体,该滑轮组机械效率将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)小明在实验过程中竖直匀速拉动弹簧测力计,在此过程中,物块的机械能
(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
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 |
① |
3 |
6 |
10 |
② |
③ |
90.9% |
(1)请将表中标有①、②和③的空格处补充完整?
(2)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计.
(3)分析实验数据,同一滑轮组的机械效率主要与 有关.
(4)不同滑轮组的机械效率还与 有关.
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,实验数据如下表:
(1)分析表中数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是 ,应改为 ;
②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ;
③由表格中的数据可知:滑轮组的机械效率与 无关.
(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示.
①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变 ;
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”).
某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中,第l 、2 、3 次实验装置分别如下图中的所示,记录的数据如下表:
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 ( |
1 |
2 |
0.1 |
0.2 |
0.9 |
0.3 |
0.27 |
74.1% |
2 |
4 |
0.1 |
0.4 |
l.6 |
0.3 |
0.48 |
83.3% |
3 |
4 |
0.1 |
|
1.l |
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,对动滑轮所做的额外功 (选填“增加”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”).
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小红用如图所示的滑轮组分别做了三次实验,第一次使用塑料滑轮,第二次使用铝制滑轮,第三次使用铁制滑轮,实验数据记录如表所示.
实验次数 |
无重G/N |
物体上升的距离h/cm |
弹簧测力计的读数F/N |
弹簧测力计上升的距离s/s |
机械效率η |
1 |
3 |
10 |
1.6 |
30 |
62.65 |
2 |
3 |
10 |
2 |
30 |
50% |
3 |
3 |
10 |
2.5 |
30 |
|
(1)这个实验使用的测量工具是 和弹簧测力计.
(2)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计.
(3)在表中的空格处填上第三次实验的机械效率.
(4)由实验数据分析可知:提升同一物体,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越 .
小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如下图所示.她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面倾斜角θ |
小车重G/N |
斜面高h/m |
斜面长S/m |
拉力F/N |
有用功W有/J |
总功W总/J |
机械效率η/% |
12° |
5 |
0.2 |
1 |
2.1 |
(a) |
2.1 |
47.6 |
30° |
5 |
0.5 |
1 |
3.6 |
2.5 |
(b) |
69.4 |
45° |
5 |
0.7 |
1 |
4.3 |
3.5 |
4.3 |
(c) |
(1)实验过程中拉力的方向应为 ,小车在斜面上应做 运动.
(2)表格中的三处空格中的是数据应为:(a) ;(b) ;(c) .
(3)分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越 ,斜面拉力越大,斜面的机械效率越 .
(4)若将小车换成等质量的木块做实验,则每组数据中测力计的示数将 (变大\变小\不变),机械效率将 (变大\变小\不变).
(5)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 不变,只改变 .
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 % |
⑴第2次实验中滑轮组的机械效率为 (结果保留一位小数)
⑵第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图可知,弹簧测力计示数为 N.
⑶分析数据可得结论,同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率 (高/低).
⑷根据实验结论推测,使用该滑轮组将重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%
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)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组.
(3)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量沿 方向 拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数;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.
如图所示是某同学“探究斜面”实验装置图.实验前他做了如下猜想:
A.斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关.
B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关.
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动,分别做了四次实验,并记录实验数据如下:
实验次数 |
斜面倾斜程度 |
斜面粗糙 程度 |
木块重量G/N |
斜面高h/m |
拉力F/N |
斜面长 s/m |
有用功 W有/J |
总功W总/J |
机械效率 η |
1 |
较缓 |
木板表面 |
2 |
0.1 |
0.6 |
0.5 |
0.2 |
0.3 |
67% |
2 |
较陡 |
木板表面 |
2 |
0.2 |
1 |
0.5 |
0.4 |
0.5 |
80% |
3 |
最陡 |
木板表面 |
2 |
0.3 |
1.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
86% |
4 |
最陡 |
毛巾表面 |
2 |
0.3 |
1.6 |
0.5 |
|
|
|
(1)实验中,测有用功和总功的原理是_______,测机械效率的原理是______________。
(2)请将上表所缺的数据补充完整.
(3)比较 两次实验可知猜想A是正确的.
(4)比较1、2、3次实验得到的结论是:当斜面粗糙程度、木块重量相同时,斜面越平缓沿斜面的拉力越_________,机械效率越___________.
(5)从数据分析可知使用斜面可以省________,但不能省______。(选填“力”和“功”)