中考物理专题复习探究滑轮组机械效率

中考物理专题复习探究滑轮组机械效率

‎2019年中考物理专题复习——探究滑轮组机械效率 中考命题要点：‎ ‎①实验原理：η=‎ ‎②测量工具：弹簧测力计、刻度尺。其他器材：滑轮、细线、钩码、铁架台等。‎ ‎③实验中应测量的物理量有物重G、重物上升高度h、绳端拉力F、绳自由端移动的距离S。‎ ‎④弹簧测力计拉动方式：沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码缓慢匀速上升，使拉力等于测力计的示数。‎ ‎⑤实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了测量钩码和测力计移动的距离，从而计算W有和W总。‎ ‎⑥控制变量法的应用：A.同一滑轮组吊起数量不同的钩码，探究η与G物的关系。‎ B.用重力或数量不同的动滑轮吊起数量相同的钩码，探究η与G动的关系。‎ ‎⑦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.‎ 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高.‎ 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；还与提升重物的高度和速度无关。‎ ‎⑧影响滑轮组机械效率的因素：绳重和轮与轴间的摩擦、所提重物的重力、动滑轮的重。‎ ‎⑨提高滑轮组机械效率的方法是：①减小动滑轮的重力;②增大所提重物的重力；③减小摩擦；④减小绳子的重力.‎ 典题欣赏：‎ ‎1．测量滑轮组的机械效率：‎ 步骤 如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。‎ ‎①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计 ‎②分析表中数据可知：实验2是用图　 　做的实验 ‎③实验序号3中的机械效率η=　 　‎ 装置图 表格 实验序号 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η ‎1‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.8‎ ‎0.3‎ ‎74%‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎0.1‎ ‎3.1‎ ‎0.3‎ ‎86%‎ ‎3‎ ‎8‎ ‎0.1‎ ‎2.5‎ ‎0.4‎ 结论 通过比较　 　（填实验序号）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。‎ 通过比较2、3两次实验数据可得出结论：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　 　‎ 问题讨论 实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法　 　（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响。‎ ‎2．小明同学按如图中所示a、b、c的顺序，对不同情况下滑轮组的机械效率进行了测量，来探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”，实验数据记录如下表：‎ 序号 物重G/N 提升高h/m 测力计示数F/N 拉出绳长S/m 机械效率η（%）‎ a ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.3‎ ‎74.1‎ b ‎3‎ ‎0.1‎ ‎1.2‎ c ‎3‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.5‎ ‎66.7‎ ‎（1）在探究过程中对弹簧测力计读数操作，正确的是　 　。（选填序号）‎ A．沿竖直方向，拉着静止不动时读数 B．沿竖直方向，加速拉动过程中读数 C．任意方向，缓慢匀速拉动过程中读数 D．沿竖直方向，缓慢匀速拉动过程中读数 ‎（2）表中b组实验数据不完整，请结合图中具体情况分析并将数据补充完整。‎ ‎（3）为了探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”，小明同学设计了如图甲所示的实验装置图，请你根据实验目的画出乙图实验装置图。‎ ‎3．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η=　 　（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 F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小 ‎4．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η=　 　；‎ ‎（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”）。‎ ‎5．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）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①的数值是　 　，②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。‎ ‎6．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置。‎ ‎（1）实验时小红沿竖直方向　 　拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为　 　。‎ ‎（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图象。由图象可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越　 　。若不计绳重和摩擦，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为　 　N。‎ ‎7．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没得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得笫4组数据，如下表：‎ 实验 次数 物重 G物/N 动滑轮重 G动/N 钩码上升的 高度h/m 动力 F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机 械效率η/%‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.1‎ ‎0.7‎ ‎0.3‎ ‎47.6‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎0.5‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.3‎ ‎60.6‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0.5‎ ‎0.1‎ ‎2‎ ‎0.3‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.5‎ ‎50.0‎ ‎（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，不同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。‎ ‎8．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图：‎ 物理量 ‎1‎ ‎2‎ 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）通过表中数据可分析出实验1是用　 　（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用　 　‎ ‎（填“甲”或“乙”）图做的实验。‎ ‎（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）‎ ‎（3）通过实验1和实验2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　 　，滑轮组的机械效率　 　。‎ ‎（4）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。‎ 参考答案：‎ ‎1.②乙；③80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。‎ ‎2. （1）D；（2）0.3；83.3；（3）如图。‎ ‎3. （1）绳子；（2）；（3）ADE。‎ ‎4. （1）5.0； 2；75%；（2）变小。‎ ‎5. （1）匀速竖直；（2）2.3；87%；（3）一；（4）小明。‎ ‎6. （1）匀速；83.3%；（2）低；（3）3。‎ ‎7. （1）如图；‎ ‎（2）竖直；1.6；66.7%；（3）1、2、3；（4）动滑轮重； 0.15。‎ ‎8. （1）甲；乙；（2）57%；83%；（3）越多；越低；（4）增加物重。‎