2020年中考物理实验复习必刷题13滑轮组机械效率的测量含解析

2020年中考物理实验复习必刷题13滑轮组机械效率的测量含解析

‎13 滑轮组机械效率的测量 一、实验探究题（共15题）‎ ‎1.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某一实验小组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%‎ ‎（1）实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计；‎ ‎（2）在第2次实验中，滑轮组的机械效率为________（结果保留一位小数）；‎ ‎（3）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）；‎ ‎（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为           。‎ A. 71.6%                                 B. 82.6%                                 C. 92.4%                                 D. 100%‎ ‎（5）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象。分析可知：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________（选填“高”或“低”）；分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N．（忽略绳重和摩擦）‎ ‎2.某实验小组的同学用如图（甲）所示的器材，探究影响滑轮组机械效率的因素．‎ ‎（1）要提起图（甲）中的重物，请完成滑轮组的绕线（要求拉力最省）．‎ 该实验小组的同学将图（甲）中的物体换成钩码，采用图（乙）所示的绕线方法，测得滑轮组的机械效率如下表所示．‎ 21‎ 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 拉力F通过距离s/m 机械效率η/%‎ ‎1‎ ‎0.50‎ ‎0.20‎ ‎0.42‎ ‎0.40‎ ‎60‎ ‎2‎ ‎1.00‎ ‎0.20‎ ‎0.76‎ ‎0.40‎ ‎3‎ ‎1.50‎ ‎0.20‎ ‎1.05‎ ‎0.40‎ ‎71‎ ‎4‎ ‎2.00‎ ‎0.20‎ ‎1.38‎ ‎0.40‎ ‎72‎ ‎5‎ ‎2.50‎ ‎0.20‎ ‎1.68‎ ‎0.40‎ ‎74‎ 第二次实验，滑轮组的机械效率η2=________%（计算结果保留整数位）．‎ ‎（2）请根据上表中的数据，在如图的坐标中用光滑曲线画出η与G的关系图．‎ ‎（3）根据以上信息，可以得出：随着提升物重的增加，滑轮组的机械效率________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．‎ ‎（4）本次实验中，除物重外，影响该滑轮组机械效率的主要因素还有①________、②________．‎ ‎（5）在某一次测量中，将图（乙）中F的方向改为图（丙）所示，其它条件不变，滑轮组的机械效率________改变．（选填“会”或“不会”）‎ ‎3.如图所示是测量滑轮组的机械效率的实验装置，相关数据记录在表中．‎ 实验序号 钩码重/N 钩码上升的高度/m 绳端的拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 ‎1‎ ‎4‎ ‎0.10‎ ‎1.8‎ ‎0.3‎ ‎2‎ ‎6‎ ‎0.10‎ ‎2.5‎ ‎0.3‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎0.15‎ ‎2.5‎ ‎（1）请分析表格中实验数据，在下图中画出滑轮组的绕线方法．‎ ‎（2）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上________拉动弹簧测力计．‎ ‎（3）第三次实验中，绳端移动的距离为________，滑轮组的机械效率为________．‎ ‎（4）分析实验数据发现，同一滑轮组提升重物的重力变大时，滑轮组的机械效率将________（选填“变大”“变小”或“不变”）．‎ ‎4.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，实验装置如图所示．‎ 21‎ ‎（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．‎ 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 ‎0.3‎ 机械效率η ‎74.1%‎ ‎62.5%‎ ‎（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次试验，表中第3次试验中空缺的数据应为：机械效率η=________．‎ ‎（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，________．‎ ‎5.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，实验装置如图所示．‎ ‎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 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．‎ 21‎ ‎（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次试验，测力计的示数如图丙所示，表中第3次试验中空缺的数据应为：绳端拉力F=________N，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：使用同一滑轮组，________．‎ ‎6.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，实验装置如图：‎ 实验 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 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 ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.4‎ ‎0.5‎ ‎57%‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎0.1‎ ‎2.4‎ ‎0.3‎ ‎（1）通过表中数据可分析出实验2是用________（选填“甲”或“乙”）图做的实验．‎ ‎（2）第三次实验的机械效率是________（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，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）．‎ ‎（4）比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组，________，可以提高滑轮组的机械效率．‎ ‎7.小华等同学在“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．‎ 实验 次数 钩码重力 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 ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.39‎ ‎0.2‎ ‎72%‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.90‎ ‎0.3‎ ‎74%‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.51‎ ‎0.3‎ ‎88%‎ 21‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.25‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎（1）实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计．‎ ‎（2）小华发现实验过程中边拉边读数，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”），因为他没有考虑到________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，请问表中①的值为________；②的值为________．‎ ‎（4）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________．‎ ‎（5）对第1次实验的机械效率略小于第2次实验的原因，做出合理的解释：________．‎ ‎8.下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告 实验名称：测量滑轮组的机械效率 实验步骤：‎ ‎（1）观察弹簧测力计的量程、________并观察指针是否指在零刻度线，‎ ‎（2）如图所示，测量物体G所受的重力为________。‎ ‎（3）如图所示，实验过程中，要________竖直向上拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用________测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s，将数据填入表格，根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是________（选填”甲“或“乙”）‎ ‎（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：‎ 实验次数 物体重量g/n 物体上升高度h/cm 拉力F/N 拉力移动的距离s/cm 机械效率η/% ‎ ‎1‎ ‎5.00‎ ‎1.80‎ ‎15.00‎ ‎85.2%‎ ‎2‎ ‎8.00‎ ‎1.77‎ ‎24.00‎ ‎86.6%‎ ‎3‎ ‎10.00‎ ‎1.75‎ ‎30.00‎ ‎87.6%‎ 21‎ 实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。‎ 实验讨论与交流 ‎①小明和小红的实验结论：________（选填“科学”或”不科学”）。‎ ‎②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究；改变________，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。‎ ‎9.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。‎ ‎①小华多使用一个滑轮，目的是为了改变________。‎ ‎②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”）。‎ ‎10.在探究滑轮组的机械效率时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，测得数据如表：‎ 实验次数 动滑轮重G动/N 物重G/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率η/%‎ ‎1‎ ‎0.5‎ ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.7‎ ‎0.3‎ ‎47.6‎ ‎2‎ ‎0.5‎ ‎1‎ ‎0.2‎ ‎0.7‎ ‎0.6‎ ‎47.6‎ ‎3‎ ‎0.5‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.3‎ ‎60.6‎ ‎4‎ ‎0.5‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎2‎ ‎0.3‎ ‎66.7‎ ‎5‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.6‎ ‎0.5‎ ‎①‎ 21‎ ‎（1）请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法．‎ ‎（2）实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计．‎ ‎（3）表格中编号①处数据应为________；‎ ‎（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________无关．‎ ‎（5）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．‎ ‎（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．分析表中数据，你认为这句话是________的（填“正确”或“错误”）．‎ ‎11.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．‎ 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，拉力F所做的额外功为________ J．‎ ‎（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：________．（选填“正确”或“错误”）‎ ‎12.物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示．‎ 21‎ 次数 钩码所受的重力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 ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.7‎ ‎0.3‎ ‎47.6%‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎0.2‎ ‎0.7‎ ‎0.6‎ ‎47.6%‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.3‎ ‎60.6%‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎2.0‎ ‎0.3‎ ‎（1）实验中应竖直向上________拉动弹簧测力计 ‎（2）第4次实验测得的机械效率为________ % ‎ ‎（3）比较________两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关：比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，________越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比________（选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可见机械效率提高的原因是________．‎ ‎13.小明和小红在测定滑轮组机械效率的实验中 ‎（1）滑轮组所挂的重物的重量为3.6N，如图1所示重物从原来图1的位置被提升到图2的位置，在提升过程中应使弹簧测力计竖直________上升。弹簧测力计的示数如图2所示，则滑轮组绳子自由端受到的拉力是________N，滑轮组的机械效率是________%。‎ ‎（2）小明想进一步探究物重对滑轮组机械效率的影响，于是另外找来了三个物块，其中A重5N，B重8N，C重12N，小红一眼看出其中有一个物块不能利用现有的实验装置完成实验，你认为不能完成实验的是物块________（选填“A”、“B”或“C”），原因是________。（忽略绳重及一切摩擦）‎ ‎（3）在完成实验后，他们发现：同一滑轮组的机械效率随着物重的增加而________（选填“变大”或“变小”）。‎ ‎14.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：‎ 21‎ ‎（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（写出两种影响因素）。‎ ‎15.小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)。‎ ‎（1）实验中，应该在___________时(选填以下正确选项前的字母)，读取测力计示数；‎ A. 竖直匀速拉动                    B. 竖直加速拉动                    C. 静止                    D. 任意方向匀速拉动 ‎（2）若重物以0.lm/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。‎ ‎（3）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所示的图象，分析可知：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________。‎ ‎（4）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。‎ ‎（5）小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验，如图丙所示。小红多使用一个滑轮，目的是_____。(选填以下选项前的字母) ‎ A. 可以省力                    B. 可以省功                    C. 可以省距离                    D. 可以改变拉力的方向 21‎ ‎（6）小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时，甲、丙滑轮组的机械效率________(选填“相同”或“不相同”)。‎ 21‎ 答案解析部分 一、实验探究题 ‎1.【答案】（1）匀速 （2）88.9% （3）高 （4）C （5）低；12 ‎ ‎【解析】【解答】解：（1）在实验过程中，应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，受到平衡力的作用，测力计示数才等于拉力大小；（2）由表中数据可得，第2次实验中滑轮组的机械效率为：‎ η＝＝＝×100%≈88.9%；（3）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；（4）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”，所以，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率可能为92.1%，不可能为100%，‎ 故答案为：C；（5）根据图丁可知，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低；‎ 根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；‎ 忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η＝＝＝，‎ 所以，被提升物体所受的重力：G＝＝＝12N。‎ 故答案为：（1）匀速；（2）88.9%；（3）高；（4）C；（5）低；12。‎ ‎【分析】（1）要匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定； （2）根据公式η＝＝可计算出机械效率； （3）结合实验数据，利用控制变量发进行分析得出结论. （5）根据机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论；忽略绳重和摩擦，根据η＝＝＝即可求出被提升物体所受的重力.‎ ‎2.【答案】（1）66 （2）解：根据表中数据，先画点再描线，如下图所示：‎ 21‎ ‎ （3）增大 （4）绳与轮的摩擦；轮与轴的摩擦 （5）不会 ‎【解析】【解答】解：（1）分析可知，滑轮组最省力的绕法是由三段绳子承担物重，故其绕绳如下：‎ ‎·（2）根据表中的数据，代入公式计算得：η= = = =66%；（4）读取图象可获得信息，随着物重的增大，滑轮组的机械效率逐渐增大；（5）影响滑轮组机械效率的因素主要有物重、动滑轮重、绳重、摩擦等，在本次实验中，动滑轮重和绳重都是不变的，因此，除物重外，影响滑轮组机械效率的因素就只有摩擦了，包括绳与轮的摩擦和轮与轴的摩擦；（6）读图可知，绳端最后绕过的是定滑轮，定滑轮只改变力的方向，不影响力的大小，因此，拉力的最终方向不影响力的大小变化，机械效率当然也就不会变化．‎ 故答案为：（1）如图；（2）66；（3）如图；（4）增大；（5）绳与轮的摩擦；轮与轴的摩擦；（6）不会．‎ ‎【分析】（1）由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，其最省力的绕线方法就是由三段绳子承担物重，据此来进行绕线；（2）根据表中数据，利用公式η= = 可求出机械效率的大小；（3）根据表中数据，先画点，再描线即可；（4）结合图线的变化趋势或分析表中的数据，均可得出随着物重的增加，机械效率的变化情况；（5）影响滑轮组机械效率的因素主要有物重、动滑轮重、绳重、摩擦等，据此来解答；（6）观察图可知，绳端最后绕过的是定滑轮，定滑轮只起改变力的方向的作用，对力的大小不会产生影响．‎ ‎3.【答案】（1）解：见图 21‎ ‎ （2）匀速 （3）0.45m；80% （4）变大 ‎【解析】【解答】解：（1）当钩码升高0.1m时，绳子自由端移动0.3m，n= = =3，说明物体有三段绳子承担，绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示：（2）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；（3）由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，‎ 第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=nh=3×0.15m=0.45m；‎ 第3次测量中，弹簧测力计移动的距离s=nh=3×0.15m=0.45m；‎ 滑轮组的机械效率η3= = = ×100%=80%；（4）根据第1次和第2次数据可知，机械效率分别为：η1= = = ×100%≈74%；‎ η2= = = ×100%=80%；‎ 两次所用滑轮组相同，但第2次物重大于第1次物重，机械效率也大于第1次的机械效率，所以可得使用同一滑轮组，提高物重可以提高滑轮组的机械效率．‎ 故答案为：（1）见上图；（2）匀速；（3）0.45m；80%；（4）变大．‎ ‎【分析】（1）通过物体升高的距离和绳子自由端移动的距离，确定绳子的段数，确定滑轮组的绕法；（2）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；（3）重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离物体升高距离的3倍；根据公式械效率η= = 可计算出机械效率；（4）根据1、2次实验中的物重、物体升高的距离、弹簧测力计的拉力、弹簧测力计移动的距离，求出机械效率，然后得出结论．‎ ‎4.【答案】（1）匀速 （2）乙 （3）越低 （4）83.3% （5）增加提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率 ‎【解析】【解答】解：（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；（2）实验2，物体升高0.1m，绳子自由端移动0.4m，说明物体和动滑轮有4段绳 21‎ 子承担，所以实验2数据是由乙滑轮组进行的；（3）根据表中数据，由n= 可知，实验1中n=3，实验2中n=4，显然实验1选择甲图进行实验，实验2选择乙图进行实验，并且提升物体的重力相同，实验1的机械效率大于实验2的机械效率，故可得出的结论是：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；（4）第3次试验的机械效率为：η= = = ×100%≈83.3%；（5）由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率．‎ 故答案为：（1）匀速；（2）乙；（3）越低；（4）83.3%；（5）增加提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率．‎ ‎【分析】（1）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数；（2）根据物体升高的距离和绳子自由端移动的距离，判断承担物体和动滑轮绳子的段数．通过绳子的段数进行判断；（3）比较实验1和2的实验数据和所选装置的不同，根据共同点和不同点得出正确结论；（4）知道物重、物体升高的距离、拉力、拉力移动的距离，求出有用功、总功和机械效率；（5）在不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高．‎ ‎5.【答案】（1）匀速；（2）；（3）；（4）；（5）提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高 （2）乙 （3）越低 （4）2.4；0.3；83.3% （5）提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高 ‎【解析】【解答】解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；（2）实验2，物体升高0.1m，绳子自由端移动0.5m，说明物体和动滑轮有5段绳子承担，所以实验2数据是由乙滑轮组进行的；（3）由实验1和实验3可得：使用同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率；（4）由丙图知，测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验：绳端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m，机械效率η= = = ×100%≈83.3%；（5）由表中第1次实验和第3次实验数据可知：使用同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．故答案为：（1）匀速；（2）乙；（3）越低；（4）2.4；0.3；83.3%；（5）提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高．‎ ‎【分析】（1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；（2）根据物体升高的距离和绳子自由端移动的距离，判断承担物体和动滑轮绳子的段数．通过绳子的段数进行判断；（3）在不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低；在动滑轮重相同时，提起的物体越重，机械效率越高；（4）在进行测力计的读数时，注意测力计的分度值；根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率；（5）根据实验控制的变量与表中实验数据分析答题．‎ ‎6.【答案】（1）乙 （2）83% ‎ 21‎ ‎（3）低 （4）提升的物体越重 ‎【解析】【解答】解：（1）读图可知，乙用3段绳子吊着物体，因此s=5h，分析表中的数据可以看出，实验2符合这一倍数关系；（2）实验2的机械效率η= ×100%= ×100%= ×100%≈83.3%；（3）实验1和2中，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验2的机械效率低于实验1，因此可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；（4）实验1和3中，滑轮组相同，实验3提升的重物大于实验1，机械效率也更高，说明：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．‎ 故答案为：（1）乙；（2）83%；（3）低；（4）提升的物体越重．‎ ‎【分析】（1）通过观察承担物重的绳子的段数，再分析表格中s与h的关系，可判断实验1是用哪个装置进行的实验；（2）实验3的机械效率可通过公式代入相关数据进行计算得出；（3）比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；（4）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响．‎ ‎7.【答案】（1）匀速 （2）不正确；摩擦力 （3）0.4；80% （4）大 （5）第1次实验的摩擦力比第2次大些 ‎【解析】【解答】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；(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，他的想法不正确，因为她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)由图丁知，绳子的有效段数n=4，‎ 在第4次实验中，绳端移动的距离：‎ s=4h=4×0.1m=0.4m；‎ 第4次实验测得的机械效率为：‎ η= = = ×100%=80%；‎ 如下表所示：‎ ‎ 实验次数 ‎ 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 ‎ 2.7‎ ‎ 0.2‎ ‎ 74%‎ ‎ 2‎ ‎ 4‎ ‎ 0.1‎ ‎ 1.8‎ ‎ 0.3‎ ‎ 74%‎ ‎ 3‎ ‎ 8‎ ‎ 0.1‎ ‎ 3.1‎ ‎ 0.3‎ ‎ 86%‎ ‎ 4‎ ‎ 8‎ ‎ 0.1‎ ‎ 2.5‎ ‎0.4‎ ‎80%‎ ‎⑷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大。(5) 因为第一次实验中定滑轮轮轴间的摩擦略大于第二次中的摩擦，所以第1次实验的机械效率略小于第2次实验。‎ 21‎ ‎ 【分析】系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小，所以竖直向上匀速拉动弹簧测力计；考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响，不应该静止拉动弹簧测力计，利用s=4h和机械效率的计算公式可求出，分析数据可得同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高，考虑摩擦对实验的影响.‎ ‎8.【答案】（1）分度值（2）4.6N （3）匀速；刻度尺；乙（4）不科学；物重 【解析】【解答】（1）使用弹簧测力计前，观察测力计的量程、分度值和指针是否指向零刻度线；（2）根据图像，测力计的指针指向4N超过3格，示数为4.6N；（3）测量滑轮组的机械效率时，拉动测力计要匀速直线拉动，并利用刻度尺测量距离，根据表格中数据，拉力移动的距离是物体上升高度是3倍，说明滑轮组有3股绳，实验时选用了乙图；（4）由于测量过程中有误差，所以滑轮组的机械效率和物体上升高度无关，实验结论不科学，若探究物体重力对机械效率的影响，要改变物重再进行实验。 【分析】（1）使用测量仪器前，要观察量程、分度值和指针是否在零刻度线； （2）根据测力计指针位置读数测量力的大小； （3）实验时要匀速直线拉动测力计，并利用刻度尺测量长度； （4）实验时有误差，要多次实验探究普遍规律。‎ ‎9.【答案】（1）匀速；缓慢匀速提升 （2）83.3% （3）解:如图所示: （4）刻度尺；η=G/3F×100% （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η= ；（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η= ，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）①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；②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 21‎ 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）①定滑轮不能省力，只能改为力的方向； ②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.‎ ‎ ‎ ‎10.【答案】（1） （2）匀速（3）50.0（4）提升高度（5）提升物重（6）错误 ‎【解析】【解答】由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，绳子绕法如图所示：‎ 实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；‎ 表格中编号①处数据应为；‎ 由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与提升高度无关；‎ 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提升物重无关；‎ 有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．分析表中数据知道是错误的。‎ 21‎ ‎【分析】通过机械效率计算公式化简后为，从公式中可看出滑轮组机械效率与物体上升高度无关；没有省功的机械，只有省力的机械。‎ ‎11.【答案】（1）66.7%；乙 （2）增加物重；0.1 （3）错误 ‎【解析】【解答】解：（1）第4次实验的机械效率：η= = = ×100%≈66.7%；由s=nh可得，n= = =2，而图乙中提升物体绳子条数为2，故选择装置乙（2）比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高，因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率；‎ 根据第1次实验数据可知，W有=Gh=2N×0.1m=0.2J；‎ W总=Fs=1N×0.3m=0.3J；‎ 由W总=W有+W额可得，W额=W总﹣W有=0.3J﹣0.2J=0.1J；（3）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的说法是错误的；比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同．‎ 故答案为：（1）66.7%；乙；（2）增加物重；0.1；（3）错误．‎ ‎【分析】（1）根据η= = 求出第4次实验的机械效率；然后根据s=nh求出提升物体绳子的条数，从而确定滑轮组的装置；（2）比较第1、2、3次实验数据，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论．先根据W有=Gh和W总=Fs求出有用功和总功，然后根据W总=W有+W额即可求出拉力所做的额外功；（3）比较1、4次实验数据进行分析，并得出相应的结论．‎ ‎12.【答案】（1）匀速 （2）66.7 （3）1、2；提起的物体重力；增大；有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大 ‎【解析】【解答】解：（1）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，便于读数．（2）由表格第4次实验数据，机械效率大小为：‎ η= ×100%= ×100%= ×100%≈66.7%；（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；‎ 比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高；‎ 根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh，‎ W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J，‎ W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J，‎ 所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J；‎ W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J，‎ W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J，‎ 21‎ 有用功增大了0.2J．‎ 由此可知，有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大，即机械效率增大．‎ 故答案为：（1）匀速；（2）66.7；（3）1、2；提起的物体重力；增大；有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大．‎ ‎【分析】（1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；（2）根据η= = 计算机械效率；（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度；‎ 由第3、4实验数据，找到不变量和改变的量，分析机械效率的影响因素；‎ 根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较，从而分析提高机械效率办法．‎ ‎13.【答案】（1）匀速；2.4；50 （2）C；所需拉力超过弹簧测力计的量程 （3）变大 ‎【解析】【解答】解：（1）在提升过程中应使弹簧测力计竖直匀速上升；‎ 由图2可知，弹簧测力计的示数是2.4N，滑轮组绳子自由端受到的拉力是2.4N；‎ 由图1所示刻度尺可知，物体上升的高度h＝10cm＝0.1m，‎ 有用功W有用＝Gh＝3.6N×0.1m＝0.36J，‎ 由图1所示可知，滑轮组承重绳子的股数n＝3，‎ 绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×0.1m＝0.3m，‎ 拉力做的总功W总＝Fs＝2.4N×0.3m＝0.72J；‎ 滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝50%。（2）由图1所示弹簧测力计可知，‎ 弹簧测力计的量程是0～5N，‎ ‎∵绳子的拉力F＝，‎ ‎∴G动滑轮＝nF﹣G物体＝3×2.4N﹣3.6N＝3.6N，‎ 当物体重力是12N时，‎ 拉力：F′＝＝＝5.2N＞5N，‎ 超出弹簧测力计的量程，因此不能用该弹簧测力计测重物C。（3）忽略绳重及一切摩擦时，‎ 拉力F＝，‎ 绳子移动的距离s＝nh，‎ 拉力总功：‎ W总＝Fs＝×nh＝（G物体+G动滑轮）h，‎ 滑轮组的效率：‎ 21‎ η＝＝＝＝，‎ 由此可见：同一滑轮组的机械效率随着物重的增加而变大。‎ 故答案为：（1）匀速；2.4；50；（2）C；所需拉力超过弹簧测力计的量程；（3）变大 ‎【分析】（1）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动，由图示弹簧测力计的分度值读出示数，利用s=nh求出物体上升的距离，由功的公式W=Fs求出有用功及总功，然后由效率公式η＝×100%求出效率. （2）由图示弹簧测力计确定弹簧测力计的量程，然后根据滑轮组拉力公式F＝求出弹簧测力计的拉力，根据拉力不能超过弹簧测力计的量程分析答题. （3）根据效率公式η＝＝＝＝进行分析，可以得出滑轮组的机械效率随着物重的增加而变化的关系.‎ ‎14.【答案】（1）88.9％ （2）匀速 （3）增加物重 （4）动滑轮；重绳与滑轮的摩擦 ‎【解析】【解答】（1）第2次的机械效率为：；‎ 由图知，第3次实验弹簧测力计的分度值为0.2N，所以示数为2.2N．‎ 因为滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动距离为：；‎ 故答案为：（2）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计．这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小．（3）分析实验可知，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，所以，使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率．（4）机械效率是有用功与总功的比．用滑轮组提起重物时，对重物做的功为有用功，克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功是额外功．总功是有用功和额外功的总和，所以动滑轮重、绳重、滑轮的摩擦都会影响机械效率的大小．‎ ‎【分析】（1）利用求得机械效率；结合弹簧测力计的分度值读出示数.‎ ‎（2）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小. （3）结合表格数据可知：使用同一滑轮组，增加物重|（有用功增大）可以提高滑轮组的机械效率． （4）要学会两组机械效率的因数还有动滑轮重、绳重、滑轮的摩擦等.‎ ‎15.【答案】（1）A （2）0.3 （3）低 （4）3 ‎ 21‎ ‎（5）D （6）相同 ‎【解析】【解答】(1)测机械效率的实验中：当匀速竖直向上拉动弹簧测力计时，受力平衡，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；(2)由图像可知绳子股数n=3，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为：v绳=3v物=3×0.lm/s=0.3m/s；(3)由图乙可知当动滑轮重力增加时做的额外功增多，提升相同的重物时有用功不变，因此机械效率越低；(4)由题意知：；即；(5)如图丙所示，增加的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向；(6)使用滑轮组提起物体的过程中，额外功主要产生在提起物体的过程中同时将动滑轮也提起，即W额=G动h，动滑轮重相同提升相同的重物时，升高相同的高度，额外功相同，有用功相同，总功相同，由可知机械效率相同。 【分析】（1）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动. （2）簧测力计竖直向上移动的速度为：v绳=nv物. （3）当动滑轮重力增加时做的额外功增多，据此分析解答. （4）利用求得被提升物体所受的重力 . （5）定滑轮可改变用力的方向. （6）若忽路绳重及摩擦，则克服动滑轮重做的功为额外功的唯一来源，他们做的有用功相同，由分析.‎ 21‎