2022中考物理 知识点全突破系列 专题67 机械效率的测量实验（含解析）

2022中考物理 知识点全突破系列 专题67 机械效率的测量实验（含解析）一、实验探究题1.在穗港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：A斜面的机械效率可能与放在斜面上的物体的重力有关。B斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，并记录实验数据如下表：（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上_拉动木块。 （2）根据表格中数据可以算出，第1次实验斜面的机械效率为_；第2次实验中总功为_J。 （3）要验证小华的猜想A，必须对比第_（填序号）组实验数据，并得出结论：斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力_关（选填“有”或“无”）。 （4）要验证小华的猜想B，必须对比第_（填序号）组实验数据，并得出结论：其他条件相同时，斜面倾斜角越_（选填“大”或“小”），斜面越省力，斜面的机械效率越_（选填“高”或“低”）。 （5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_（写出一个）有关。 2.小明同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中。 （1）实验中应竖直方向_拉动弹簧测力计，为了能准确测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计_（填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数。 （2）小明同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分_（3）根据表中数据，在如图1中画出小明同学实验时滑轮组的连接装置图。（4）同学小丽观察并分析了小明的实验后，认为小明的实验中，可少用一种测量工具，也能测出滑轮组的机械效率。答：去掉_；此时滑轮组的机械效率的表达式为_ （依据实验装置图和所测物理量）。（5）小华在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验（滑轮的规格相同），如图2所示。小华多使用一个滑轮，目的是为了改变_。当小华和小明使用各自的滑轮提升相同的钩码时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_（选填“相同”或“不相同”）。3.下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验的部分数据如下：（1）小明探究的是斜面的机械效率跟_的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为_，第2次实验中，斜面的机械效率为_。（2）分析表格中数据可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越_。 4.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三个，要研究机械效率与B因素的关系，需要先控制_因素不变，而改变B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A：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B：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，同学们准备分别按如图1、如图2、如图3和如图4进行实验 验证猜想A的小组应按图_所示进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小相等，则可初步判断猜想A是_（正确/错误）的 验证猜想B的小组应按图_所示进行实验，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B是正确的； （3）实验过程中测量拉力时弹簧测力计还应沿_方向做匀速直线运动. 5.学习了机械效率知识后，小明利用斜面进行如图的实验。（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_。 （2）全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：A、斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；B、跟斜面的粗糙程度有关；C、跟斜面的长度有关；D、跟物体的重力有关。小明同学为了证实其中的部分猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据（小数位参照表中相关数据）_。 （3）通过对比实验数据，可验证猜想_（填写字母）。 （4）通过对比实验数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越_。若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和_不改变。 6.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位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B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_cm，拉力是_N，该滑轮组的机械效率=_； （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”）。 7.小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示： （1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是_N，甲滑轮组的机械效率是_； （2）由计结果可以确定_的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是_，由此可知，可采用_的方法来提高滑轮组的机械效率。 （3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率_（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。8.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示（1）实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计 （2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法_（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响 （3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整_（4）通过比较_两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号） （5）通过比较_两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高（填实验次数的序号） （6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：_ 9.小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：（1）实验中应竖直向上_拉动弹簧测力计，绳端移动距离为_m （2）第3次实验的机械效率为_% （3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是_；小华所用动滑轮的重一定小于_N 10.在测量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，记录的实验数据如下（1）实验时，用手沿竖直方向_拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码上升 （2）第次实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为_W （3）第次实验中：有用功是_J，动滑轮的机械效率为_ （4）由表中实验数据分析可知，要提高动滑轮机械效率，可采取的措施是_ 11.在码头，小明看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小明想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小明提出了以下的猜想：A斜面的机械效率可能与物体的重力有关。B斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。小明同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，记录的实验数据如下表：实验次数斜面倾角物块重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J斜面的机械效率305.00.64.21.23.05.0303.00.62.51.21.860%453.00.82.81.22.43.471%（1） 在实验操作过程中，应沿斜面向上_拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_移动（填“左”或“右”）（2）（2）根据表格中数据，第次实验斜面的机械效率为_%，第次实验中总功为_J。（3）通过对比实验、数据，可验证小华的猜想_（填写字母）；通过对比实验、数据，可以得出的探究结论是：_。 （4）此实验主要用到的研究方法是_。（5）除了小明的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与_（写出一个）有关。 12.某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素回答以下问题： （1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是_。 （2）滑轮组机械效率的计算公式是=_（用直接测得的物理量符号表示）。 （3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有_（填序号，可能不止一项正确）。 A.在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小B.在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大C.忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同D.忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同E.忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大13.如图所示为测定动滑轮机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升至B位置，同时弹簧测力计从图中的A位置匀速竖直上升至B位置，在此过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F ， 弹簧测力计的示数如图所示。请根据所做实验进行分析（g=10N/kg）：（1）弹簧测力计的示数为_N，拉力F所做的功为_J。 （2）动滑轮的机械效率约为_。（结果保留一位小数） 14.小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，如图1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绳端移动距离s/m机械效率120.10.90.374%240.11.60.383%360.10.3（1）在实验过程中，应_拉动弹簧测力计； （2）第三次实验时，拉力的大小如图2所示，观察弹簧测力计的示数，则表格中编号的数值是_，的数值是_； （3）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 （4）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。 15.在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用图所示的同一滑轮组提升不同个数的钩码，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：实验次数钩码所受的重力 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120.051.00.1566.7%240.051.70.1578.4%360.050.15（1）实验中要竖直向上_拉动弹簧测力计，使钩码升高； （2）小明发现实验过程中边拉动绳子边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为她的想法_（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响。 （3）表格中编号处数据应为_，编号处数据应为_（结果保留1位小数）。 （4）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与_有关。 （5）若将此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”“变小”或“不变”）。 16. （1）如图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置图。实验中通过观察木块B被钢球A撞出距离的长短，来判断钢球动能的大小，这种实验方法叫_（填“控制变量法”“转换法”或“理想模型法”）。让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越远。所以质量相同时，钢球的速度越大，动能 _；改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B 撞得越远。从而可知钢球的速度相同时，_越大，动能越大。 （2）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，实验数据记录如下表：实验中要竖直向上_拉动弹簧测力计，使物体升高。表格中a处的数据为图乙中弹簧测力计的示数，为_N；表格中b处的数据应为_。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_（填“变大”“不变”或“变小”）。 17.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，各小组所用实验装置如图所示。物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m拉力F/N绳自由端移动距离s/m机械效率110.10.60.355.6%220.10.90.374.1%330.11.20.3 在实验操作中应竖直向上拉动弹簧测力计。第一组同学正确操作并记录数据如上表。则第3次实验中拉力所做的有用功为_J，总功为_J，机械效率为_。分析表中的实验数据及测量结果可知：影响滑轮组的机械效率的因素是_。第二组同学也利用1N、2N、3N的钩码进行三次实验，每次测得的机械效率均大于第一组同学的测量值，不可能的原因是_（选填选项符号）。A测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线上方B弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升C第二组所使用的动滑轮的重力小于第一组18.如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（1）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为_N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动_cm,该滑轮组的机械效率为_ (百分号前保留一位小数) 。 （2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组机械效率将_（选填：“增大”、“减小”或“不变”）。 19.小明和小聪通过实验探究滑轮组的机械效率。 （1）测量的实验原理是_，实验时需用到弹簧测力计，使用它时需要注意的问题是_（写出1条即可）。 （2）他们分别采用图甲、乙滑轮组(每个滑轮的重力相同)测机械效率，测得部分数据如下表：请根据小明测得的数据给甲滑轮组绕线。（3）请对两位同学的测量结果发表你的见解，并说明理由。 20.下表是小明做“测量滑轮组的机械效率”实验时收集的有关数据（1）请你将表格中的数据补充完整：_；_；_ （2）请在如图中画出实验中滑轮组的绕绳方法 （3）用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越_(选填“高”或“低”) （4）第一次实验中，提升钩码所用的时间为1.5 s，则拉力的功率是_W. 21.小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：（1）沿斜面拉动物体时，应使其做_运动 （2）根据表中的数据可求出第次实验中拉力所做的有用功为_J ， 机械效率是_ （3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越_ （4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，_ 22.某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第1 、2 、3 次实验装置分别如下如图中的甲、乙、丙所示，记录的数据如下表：实验中要正确测量动力大小，应沿_的方向匀速拉动弹簧秤。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_。第3 次实验中所做的有用功是_J，机械效率是_。 23.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点。 （1）他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1 ， 测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2 ， 则此次杠杆的机械效率为=_。（用物理量的符号表示） （2）他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度与第一次相同，则弹簧测力计的示数将_（选填“”、“=”或“”）F1 ， 此次弹簧测力计做的功将_（选填“”、“=”或“”）第一次做的功。 （3）如果他想探究杠杆机械效率与物重的关系，在上述（1）实验基础上，接下来他应将3只钩码悬挂在_点（填“B”或“C”），并使钩码上升_高度（填“相同”或“不同”），测出拉力和A点移动的距离。 24.小东在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，设计了如图所示的两个滑轮组，分别测量两次实验的动滑轮重G动、 钩码总重G、 钩码上升高度h、 绳子自由端拉力F、 绳子自由端移动距离s ， 计算出相应的机械效率 ， 并将它们填入下表中。（1）实验中，测机械效率的原理是=_。 （2）在如图乙的实验中，滑轮组提升物体所做的有用功为_J。 （3）分析表中数据，可知：对于同一动滑轮，所提升的钩码越重，机械效率 _； （4）分析表中数据可知， ，排除测量因素的影响，主要原因是 _。 （5）生活中利用滑轮组提升重物时，提高其机械效率的方法有哪些？_（写出一种即可）。 25.在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如下表：（1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法。 （2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量_匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为_N，第3次实验时滑轮组的机械效率为_。 （3）由表中第_组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物重有关。 （4）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和_有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功_J。 26.在“探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关”实验中，某实验小组做出了如下猜想。该实验小组的同学利用如图所示实验装置，测得三组实验数据如下表所示，其中二、三次实验的装置分别如图甲、乙、丙所示，A滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关B滑轮组的机械效率与所提的物重有关C滑轮组的机械效率与绳重有关D滑轮组的机械效率与绳与滑轮之间的摩擦有关实验数记录表格（1）第三次实验中所做的有用功是_J，机械效率是_。 （2）在实验操作中，应竖直向上_拉动测力计。 （3）比较第1次实验和第2次实验，可以证明猜想_（只选填字母）是正确的。 （4）比较第_次实验可以证明猜想A是正确的。这是因为动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功_（填“增大”或“减小”）。 （5）请你就如何提高滑轮组机械效率的问题提出两点合理见议：见议一：_；见议二：_。27.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示（1）用丁图装置进行实验，得出表中实验数据，请将表中的两个数据填写完整_（2）通过比较甲、乙两次实验数据得出结论：_. 28.某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中，实验装置如图所示，已知每个钩码质量m=50g，得到的实验数据记录如下表。（1）实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计，使钩码上升。 （2）不计摩擦，分析表中数据完成表格填空。 （3）比较3次实验的机械效率，可得出结论：使用同一滑轮组，_。 29.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们猜想可能与提升物体的重力、动滑轮的重力以及承重绳的段数有关，他们设计并利用如图所示的四个滑轮组分别进行实验。下表是他们记录的实验数据。（1）从实验数据记录表中第_组和第_组数据可知，滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关。 （2）从实验数据记录表中第2组和第3组数据可知，滑轮组机械效率高低与_有关。 （3）若要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系，应参考实验数据记录表中第_组和第_组数据。 30.如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重4.5N。（1）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为_N，将弹簧测力计向上移动18cm，则钩码上升的高度为_cm，该滑轮组的机械效率为_。 （2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将_。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 31.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.她首先测出小车重力，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角 的大小多次测量，得到下表所示的数据. （1）实验过程中拉力的方向应_ （2）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是.斜面倾斜角越_ ， 斜面越省力，斜面的机械效率越_ （3）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_ 32.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小明同学用两个完全相同的滑轮先后组成了如图甲、乙、丙所示的三个滑轮组并用这三个滑轮组各进行了一次实验，实验数据如下表。 （1）将表格中的数据补充完整。_；_。 （2）已知实验次数3中的数据是通过滑轮组丙实验得到的。分析表中的实验数据可知：实验次数2中的数据是通过滑轮组_实验得到的。 （3）分析实验次数2和3的数据可初步得出：使用同一滑轮组时，提升的物体_，滑轮组的机械效率越高。 33.在“测滑轮组机械效率”的实验中（均不计绳重和摩擦），小明用同一滑轮组进行了两次实验，部分实验数据如下表所示。 （1）根据小明的实验数据在如图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。 （2）实验中，使用滑轮中提升重物时，小明应_拉动弹簧测力计。 （3）第1次实验中测得滑轮组的机械效率为_。 （4）在表格的空格处应填的合适数据是_。 （5）若绕滑轮组的细绳能承受的最大拉力为10N，则该滑轮组效率最高可达_。 34.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动滑轮重G/N钩码上升的距离h/cm弹簧测力计的读数F/N弹簧测力计的上升的距离s/cm机械效率12181.22460.6%24151.915（2）342102.3（S3）（3）（1）在表中的空格处填上适当的数据：S3=_,2=_,3=_,(机械效率用百分数表示,保留一位小数) （2）根据实验第一次实验和第二次实验可知，使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率； （3）第2次实验中的额外功为_J； （4）通过实验可以实现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_；（填“高”或“低”） （5）要研究滑轮组的机械效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。 35.如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N （1）实验时要竖直向上且_拉动弹簧测力计若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是_N，则滑轮组的机械效率是_ （2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将_（选填“增大”、“减小”或“不变”）（不计摩擦） 36.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。（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）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次试验中空缺的数据应分别为：绳移动的距离S= _m ，机械效率=_。 37.小明用图甲所示装置探究“斜面的机械效率”实验前他有如下猜想：斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关。斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做_运动。 （2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据。第2次实验时斜面的机械效率为_%。进行这两次对比实验是为了研究猜想_。第1次实验中，木块所受摩擦力为_。（3）小明利用该实验装置进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功随斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）的变化关系图象如图乙所示。由图象可知：W额外与L成_比。当斜面的水平长度 时，拉力做的总功为_J。若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为_N。38.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，实验测得的数据如表所示。（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：_。 答案解析部分一、实验探究题1.【答案】（1）匀速（2）60%；3.0（3）1、2；无（4）2、3；小；低（5）斜面粗糙程度 【解析】【解答】（1）为了便于测量拉力和尽量减小不必要的额外功，应保持木块沿斜面向上拉动木块，使其做匀速直线运动；（2）第1次实验斜面的机械效率： ，第2次实验中总功：W总=Fs=2.5N1.2m=3.0J；（3）要验证小华的猜想A，斜面的机械效率可能与放在斜面上的物体的重力有关，控制的是斜面的倾角，改变的是物体的重力，选取实验1、2数据，对比实验1、2数据，两次机械效率相同，可以得到斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力无关；（4）要验证小华的猜想B，斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关，控制的是物体的重力，改变的是斜面的倾角，选取实验2、3数据，对比实验2、3数据，倾角越大效率越高，倾角越小效率越低，故可得结论：在其它条件相同时，斜面倾角越小，斜面越省力，机械效率越低；（5）影响斜面机械效率的因素很多，例如斜面粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等。【分析】本题考查了斜面的机械效率可能与哪些因素，涉及机械效率的计算及分析数据归纳结论的能力.（1）实验中应沿斜面匀速拉动弹簧测力计，使示数更稳定，以便于读数；（2）机械效率等于有用功和总功的比值；总功等于沿斜面拉力和斜面长度的乘积，即W总=FS.（3）要验证小华的猜想A，应保持倾角相同，物重不同，据此选择数据（利用控制变量法进行分析）；对比数据发现斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力有无关系；（4）同理，要验证小华的猜想B，应保持物重相同，倾角不同，据此选择数据；对比数据发现斜面的机械效率与斜面倾斜角的关.（5）影响斜面机械效率的因素很多，主要从有用功和额外功的角度考虑.2.【答案】（1）匀速；缓慢匀速提升（2）83.3%（3）解:如图所示: （4）刻度尺；=G/3F100%（5）力的方向；相同 【解析】【解答】（1）由二力平衡的条件可知，只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等在缓慢提升物体时，还需克服机械摩擦做功，所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数；（2）效率= ；（3）由表格中数据可知，绳端移动距离是物体上升高度的3倍，所以此滑轮组由3段绳子承担物重故绕线如图：；（4）由于此滑轮组由3段绳子承担物重，则= ，所以，去掉的器材是刻度尺，少测哪两个数据为物体提高的高度h和绳自由端拉动距离s（5）由于定滑轮不能省力，只能改为力的方向，故增加一个定滑轮目的是为了改变施力方向；忽略绳重与摩擦，提升重物时，要克服动滑轮做额外功，由两图示滑轮组可知，两滑轮组的动滑轮相同；所以当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，克服动滑轮重力做的额外功相同，做的有用功相等，总功相等，则两滑轮组的效率相同【分析】此题是测量滑轮组的机械效率，其中考查了机械效率的计算及应用，同时还考查了影响滑轮组机械效率的因素，知道滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关，如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；如果物体重不变，动滑轮越重，机械效率越低.（1）实验时应沿竖直方向匀速拉动测力计.（2）根据效率公式分析答题.（3）根据s=nh判断滑轮组承重绳子的有效股数，然后画出滑轮组的绕法；（4）由100%判断去掉的实验器材和少测的实验数据.（5）定滑轮不能省力，只能改为力的方向；计算滑轮组的机械效率时，若忽略绳重及摩擦，则额外功就是提升动滑轮所做的功，在有用功不变的情况下，即可判断机械效率的情况.3.【答案】（1）倾斜程度；20%；44.8%（2）大 【解析】【解答】 (1)由表中实验数据可知,斜面的粗糙程度相同,斜面的倾斜程度不同,因此实验探究的是斜面机械效率跟斜面倾斜程度的关系。由表中实验序号为1的数据可知,斜面的机械效率： 20% 第2次实验中，斜面的机械效率为。2 44.8% (2)实验通过改变斜面的高度来改变斜面的倾斜程度。由表中实验数据可知，在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越大。【分析】（1）根据有用功和总功的比值计算机械效率，通过比较分析机械效率的影响因素；（2）斜面的机械效率和斜面的倾斜程度有关。4.【答案】（1）AC（2）1、3或2、4；错误；1、2或3、4；不相等（3）竖直 【解析】【解答】 (1)要研究其与B因素的关系，就要控制其他量即A. C不变，改变B；(2)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要提起相同的物重，所以选择的是图1、3或图2、4；若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等，说明机械效率与绕线方法无关，可初步判断猜想是错误的；要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要保持绕线方法相同，所以选择的是图1、2或3、4；若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想是正确的。(3)在实验中，弹簧测力计应沿竖直方向做匀速运动。【分析】探究影响滑轮组机械效率的因素，需要应用控制变量法（物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法）；滑轮组的机械效率的高低与提起的物重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关，与滑轮的绕法、升高的距离没有关系.5.【答案】（1）45.7%（2）表中数据上、中、下三空分别为71、0.6、0.7（3）B（4）高（或大）；斜面的粗糙程度（或粗糙程度） 【解析】【解答】（1）有用功为：W有用=Gh=10N0.2m=2J测力计分度值为0.05N，故测力计示数为6.25N由图知，物体沿斜面通过的距离为70cm，总功为：W总=Fs=6.25N0.7m=4.375J所以机械效率为：=W有/W总=（2）中的机械效率为 71%；中的总功为；WFs0.6N1m0.6J；中的有用功为：W有用Gh1N0.7m0.7J；（3）对比数据得：斜面越光滑，机械效率越大，即摩擦力越小，机械效率越大，故机械效率与斜面的粗糙程度有关即猜想B；（3）由中的倾斜角30和中的倾斜角45可知，斜面倾斜角不同，所用拉力不同，其机械效率也不同，说明当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；（4）通过对比数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关；通过对比实验数据可得斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；因此若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变.【分析】本题研究斜面的机械效率跟什么因素有关，考查控制变量法（斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关、跟斜面的粗糙程度有关、跟斜面的长度有关、跟物体的重力有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外的因素不变）、功和效率的计算（对于斜面来说，克服物体重力做的功是有用功，可以用W有用=Gh来计算；拉力做的功是总功，可以用W总=Fs来计算；斜面的机械效率可以用=100%来计算）及数据分析的能力.6.【答案】（1）5.0；2；75%（2）变小 【解析】【解答】（1）如图刻度尺的单位是cm，分度值为1cm，A的位置对应的刻度为0刻度上面第5格，所以物体提升的高度h是5.0cm，拉力移动的距离为： ；如图测力计的分度值为0.2N，拉力是2N；该动滑轮的机械效率：；（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，有用功不变，而滑轮的重增加，由于对滑轮做的功为额外功，所以额外功增大，则滑轮组的机械效率变小。【分析】测滑轮组的机械效率，涉及到注意事项（实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动）、长度的测量（刻度尺的正确使用：(1)使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值； (2)用刻度尺测量时，尺要沿着所测长度，不利用磨损的零刻线；(3)读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位；(4) 测量结果由数字和单位组成.）、机械效率的计算等知识.7.【答案】（1）0.8；83.3%（2）小马；动滑轮的个数；尽可能的减小动滑轮的个数（3）等于 【解析】【解答】（1）利用甲装置做的有用功是：W有用=Gh=4N0.1m=0.4J；总功是：W总=Fs=1.6N0.3m=0.48J；额外功是：W额=W总-W有用 =0.48J-0.4J=0.08J；又因为W额=G动h ， 所以，动滑轮的重力是：G动=W额/h=0.08J/0.1m=0.8N；装置甲的机械效率是：=W有用/W总100%=0.4J/0.48J100%83.3%（2）由计算结果知道，甲滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确；这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的个数，尽可能的减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率；（3）比较甲装置和丙装置知道，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数相同，绳重和摩擦忽略不计，所以，额外功相等，由=W有用/W总100%知道两者的机械效率应相同。【分析】使用滑轮组时，利用物体重力和移动的距离计算有用功，利用拉力和绳子移动的距离计算总功，有用功和总功的比值是机械效率.8.【答案】（1）匀速（2）不正确；摩擦（3）0.4；80%（4）1、2（5）2、3（6）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 【解析】【解答】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离s=nh=40.1m=0.4m，滑轮组的机械效率：= =80%；（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh ， 所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。【分析】本题测滑轮组机械效率，考查注意事项、操作方法、机械效率的计算、绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系s=nh、控制变量法的运用、数据分析及影响机械效率的因素等知识.（1）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动 ， 使物体升高；（2）没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，导致测力计示数偏小；（3）根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系：s=nh判断绳子的有效段数，据此求第4次实验中，绳端移动距离；由100%求机械效率；（4）根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系：s=nh，分别判断各次实验中绳子的有效段数，从而确定实验所用的装置；研究同一滑轮组滑轮组的机械效率与绳子段数的关系，要控制物体的重力相同；（5）研究同一滑轮组的机械效率越与物体的重力的关系，要控制提升物体的高度相同，只改变物体的重力大小；（6）纵向分析比较3、4两次实验数据，找到不变的量和变化的量，得出机械效率与变化量的关系.9.【答案】（1）匀速；0.3（2）80（3）增加物重；1 【解析】【解答】（1）实验中只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，才能保证弹簧测力计的示数稳定，拉力大小不变，所以，应匀速拉动弹簧测力计；由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=3，所以，弹簧测力计移动的距离是：s=3h=30.10m=0.3m；（2）由表格数据知道，第3次测量中，有用功是：W有用=Gh=6N0.10m=0.60J；总功是：W总=Fs=2.5N0.30m=0.75J；所以，机械效率是：3 =W有用/W总100%=0.60J/0.75J100%=80%（3）分析1、2、3次数据知道，同一滑轮组，物体越重，机械效率越高，所以，增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率；由于物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，故由第一次实验数据，忽略摩擦力的影响时，计算的滑轮的重力是：G动=nF-G物=31N-2N=1N，所以，所用动滑轮的重一定小于1N。【分析】测滑轮组的机械效率，涉及到注意事项（实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动）、长度的测量（刻度尺的正确使用：(1)使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值； (2)用刻度尺测量时，尺要沿着所测长度，不利用磨损的零刻线；(3)读数时视线要与尺面垂直，在精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位；(4) 测量结果由数字和单位组成.）、机械效率的计算等知识.10.【答案】（1）匀速（2）0.15（3）0.4；74.1%（4）增大物重 【解析】【解答】（1）在实验时，应用手竖直匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码上升；（2）动滑轮承重绳子股数n=2；拉力的速度v=nv钩码=20.05m/s=0.1m/s，拉力的功率：P=Fv=1.5N0.1m/s=0.15W；（3）第次实验的有用功为：W有用3=Gh=4N0.1m=0.4J，总功为：W总3=Fs=2.7N0.2m=0.54J，动滑轮的机械效率 ；（3）根据三次的机械效率及物重的变化可得同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大，则要提高动滑轮机械效率，可采取的措施是增大物重。故答案为：（1）匀速；（2）0.15；（3）0.4；74.1%；（4）增大物重。【分析】测量滑轮的机械效率时，要使物体匀速运动，利用拉力和速度可以计算功率的大小，有用功和总功的比值计算机械效率。11.【答案】（1）匀速；左（2）60；3（3）A；在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；或在其它条件相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关（4）控制变量法（5）斜面的粗糙程度、木板的长度、拉木块速度、木板的面积等 【解析】【解答】（1）在实验操作过程中，应沿斜面向上匀速拉动木块，便于读数；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向左移动；（2）第次实验斜面的机械效率=W有用/W总100%=100%=60%；第次实验中总功为W总=FS=2.5N1.2m=3.0J；（3）对比实验、数据，控制的是斜面的倾斜程度（斜面倾角），改变的是物体的重力，因此是研究斜面机械效率与物体重力的关系，验证的是猜想A；对比实验、数据，结合控制变量法实验的一般结论形式，可以得出的结论是在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高（或大）；（4）此实验主要用到的研究方法是控制变量法；（5）影响斜面机械效率的因素很多，例如斜面粗糙程度、木板