中考物理一轮专题教案：测滑轮组的机械效率

中考物理一轮专题教案：测滑轮组的机械效率

‎ ‎ 测滑轮组的机械效率 ‎1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。‎ ‎（1）、请计算出后两次的机械效率，并填入表格中；‎ ‎(2)、比较1、2两次实验，可得的结论：_______________________________________‎ ‎(3)、比较2、3两次实验，可得的结论：_______________________________________‎ 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η /％‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.3‎ ‎74.1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.6‎ ‎0.3‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.5‎ ‎2、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，数据如下表：‎ ‎① 表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______‎ ‎② 3次实验中滑轮组的机械效率是_______‎ ‎③ 本次实验得到的结论是：___________________________________‎ 实验 次数 ‎ 物重 G/N ‎ 物体上升的高度h/cm ‎ 测力计的示数F/N ‎ 测力计移动的距离s/cm ‎ ‎ 1‎ ‎ 6‎ ‎ 3‎ ‎ 2.5‎ ‎ 9‎ ‎ 2‎ ‎ 6‎ ‎ 5‎ ‎ 2.5‎ ‎ 18‎ ‎ 3‎ ‎ 6‎ ‎ 8‎ ‎ 2.5‎ ‎ 24‎ ‎（2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验，‎ ‎①小红的做法是为了控究 _________________________‎ ‎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”），理由是：_____‎ ‎________________________________________________.‎ 得到的结论是：___________________________ _______. ‎ ‎（3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：‎ 物理量 控制因素 物重 G/N 绳端拉力F/N 机械效率η /％‎ 较小提升速度 ‎10‎ ‎4.2‎ ‎79.4‎ 中等提升速度 ‎10‎ ‎4.2‎ ‎79.4‎ 较大提升速度 ‎10‎ ‎4.2‎ ‎79.4‎ 甲 在小军的实验中，你得到的结论是：________________________________________。‎ ‎3、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。‎ 钩码总重 G(N)‎ 钩码上升高度h(m) ‎ 测力计拉力 F(N) ‎ 测力计移动距离s(m)‎ ‎ 5‎ ‎ 0.05‎ ‎ 1.4‎ ‎ 0.15‎ 8‎ ‎ ‎ ‎（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______。‎ 钩码总重 G(N)‎ 钩码上升高度h(m) ‎ 测力计拉力F(N) ‎ 测力计移动距离s(m)‎ ‎ 5‎ ‎ 0.05‎ ‎ 1.4‎ ‎ 0.15‎ ‎4、某班同学利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”‎ 的实验以后，进行了小组交流，下表是甲乙两小组的实验数据记录：‎ 实验小组 钩码重G/N 动滑轮重 G/N 拉力F/N 机械效率 ‎ η /％‎ ‎ 甲 ‎ 0.5‎ ‎ 0.4‎ ‎ 0.35‎ ‎ 47.6‎ ‎ 乙 ‎ 0.5‎ ‎ 0.4‎ ‎ 0.38‎ ‎ 43.9‎ 甲、乙两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮组机械效率却不同，可能的原因是什么？‎ ‎5、在测定“各种滑轮组机械效率与物重关系”的实验中，小明用如图所示的滑轮组进行实验，并将数据记录在了下面表格中。‎ 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 ‎ 1‎ ‎ 0.1‎ ‎ 0.6‎ ‎ 0.3‎ ‎ 55.6‎ ‎ 2‎ ‎ 2‎ ‎ 0.1‎ ‎ 0.9‎ ‎ 0.3‎ ‎ ‎ ‎ 3‎ ‎ 3‎ ‎ 0.1‎ ‎ 1.1‎ ‎ 0.3‎ ‎ ‎ ‎（1）请你用笔画线代替绳子，根据数据组装滑轮组 ；并计算出后两次滑轮组的机械效率。‎ ‎（2）就这一问题的研究，你认为她收集的数据是否充分？说明理由。‎ ‎6、在研究“影响滑轮组的机械效率因素”的实验中，小聪同学预设的实验过程是：用弹簧测力计测出一个钩码的重力，按照图甲组装滑轮组，静止时读出测力计的示数F1，根据 η=G/Fn计算出滑轮组的机械效率η1。再按照图乙组装滑轮组（动滑轮大小变化），改变所提物重，提升两个钩码，重复上述实验计算出滑轮组的机械效率η2，比较得出滑轮组的机械效率高低只与物重有关。指出实验方案有哪些不足，并提出相应的改进意见。‎ ‎7、学校实践活动中，小明同学在探究“测滑轮组的机械效率与物重的关系”的实验中，得到了如下实验数据：（不计绳重及摩擦）‎ 实验 次数 物重 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 平均机械效率 ‎1‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.5‎ ‎0.2‎ ‎66.7%‎ ‎80.3%‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎2.5‎ ‎0.2‎ ‎80%‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎0.1‎ ‎3.5‎ ‎0.2‎ ‎85.7％‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎0.1‎ ‎4.5‎ ‎0.2‎ ‎88.9%‎ ‎（1）请你指出表格中不合理的地方，并说出你认为不合理的理由.‎ ‎（2）聪明的小明仔细分析了实验表格，他发现了一个欣喜的结论，使用此滑轮组时拉力一定小于物重。请你对此结论进行评价.‎ 8‎ ‎ ‎ ‎8、在探究“滑轮组机械效率与物重关系”的实验中，用同一滑轮组装置做了三次实验，测量的数据如下表：‎ 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 ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.6‎ ‎0.3‎ ‎55.6‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.3‎ ‎74.1‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.3‎ ‎90.9‎ 右图是某公司的一幅广告宣传画：一个 巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”。‎ ‎（1）请你分析上述实验数据，得出机械效率与物重的定性关系；‎ ‎（2）利用这个关系对这幅宣传画发表自己的评述 ‎9、将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。一位同学想运用所学的知识设计了一个升降装置，用电动机提供动力将物体拉上楼，经过班内同学交流确定以下两套方案，如甲乙两图，请你对两套方案进行对比，作出评价.‎ ‎10、（2007武汉）小强在测滑轮组的机械效率时，记录了如下的实验数据：（不计绳重和摩擦） ‎ ‎（1）根据下表的数据可以计算出滑轮组的机械效率为 。 ‎ ‎（2）请帮助小强画出该滑轮组的绕线方式。‎ ‎（3）当动滑轮重为 N时，使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力。 ‎ ‎ ‎ ‎11、（2007桂林）小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：‎ ‎①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；‎ ‎②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；‎ ‎③斜面的机械效率与斜面的长度有关；‎ ‎④斜面的机械效率与物体的重力有关。‎ 给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：‎ ‎（1）你选择的猜想是　　　　　　　（填写序号）‎ ‎（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：（至少写出两种）　　　　　　　‎ ‎ 　　　　　　　　　　　　　.‎ ‎（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：‎ ‎①　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　。‎ ‎12、（2005盐城）在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）。‎ ‎（1）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G 8‎ ‎ ‎ ‎，然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η= 。‎ ‎（2）比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η甲 η乙（选填：＞、＜或＝）。‎ ‎（3）实验后小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的。你认为小强应采用的正确方法是什么？答： 。‎ ‎13、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，‎ ‎ 实验数据如下表所示．‎ 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16中用笔画线代替细绳组装滑轮组．‎ ‎(3)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．‎ ‎14、在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明同学测的数据如下表所示：‎ ‎（1）根据表格提供的信息请你帮小明完成滑轮组的装置图。‎ 钩码重/N 弹簧测力计读数/N 钩码移动的距离/m 弹簧测力计移动的距离/m 机械效率 ‎3‎ ‎1.2‎ ‎0.1‎ ‎0.3‎ ‎（2）在表中空白处写出机械效率的值。‎ ‎（3）实验后小明积极思考如果该滑轮组的滑轮个数及绕绳方式不变，改变其 他因素是否会影响它的机械效率呢？他想可能改变绳子与滑轮之间的摩擦会影 响机械效率。你还能提出一个猜想吗？并针对你的猜想设计实验方案。‎ 猜想； ；‎ 实验方案： 。‎ ‎ ‎ ‎ 甲 乙 图14 丙 丁 ‎15.小明测滑轮组机械效率的实验过程如图14所示。小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图丁所示。‎ 丁 ‎（1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率（写出计算步骤）。‎ ‎ ‎ 8‎ ‎ ‎ ‎（2）若增加提升钩码的个数，该滑轮组的机械效率 （填“增大”、“不变”或“减小”）。影响该滑轮组机械效率的因素还有 。‎ ‎16、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 ‎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 ‎1.4‎ ‎2.4‎ 绳端移动距离S（m）‎ ‎0.3‎ ‎0.5‎ 甲 乙 ‎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分）‎ ‎（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）（2分）‎ ‎（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___________。（1分）‎ ‎（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。（1分）‎ ‎17、在探究“滑轮组的机械效率与提升物体的重力大小是否有关”的实验中，所用的实验装置如图(甲)所示。另外提供的实验器材还有：一把刻度尺、钩码(质量未知)若干。‎ ‎(1)请画出记录实验数据的表格，并写出用直接测量的物理量表示的机械效率表达式。‎ ‎①记录实验数据的表格：‎ ‎②用直接测量物理量表示的机械效率表达： 。‎ ‎(2)在实验中匀速提升物体时，弹簧测力计的示数如图(乙)所示，则拉力的大小 N。如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大了，则测得的滑轮组的机械效率将 ‎ （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎18、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。‎ 一位同学设计了如图5所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：‎ 实验次数 动滑轮重/N 物重/N 拉力/N 绳子的股数n 机械效率η ‎1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1‎ 8‎ ‎ ‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎1.67‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎2.5‎ (1) 实验时，应_________、__________‎ 拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧 测力计读出绳子自由端的_____________‎ 的大小；同时用____________测出钩码升 高的高度人。‎ ‎(2)在表中填上四次实验的绳子的股数n和 机械效率。‎ ‎(3)根据实验_______和________(填①、②、‎ ‎③、④)可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关； 图5‎ ‎(4)根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______________;‎ ‎(5)通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越__________；‎ ‎(6)要研究滑轮组机械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。‎ ‎19、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，第1、2、3次实验装置分别如图27中的甲、乙、丙所示。‎ 次数 钩码重G／N 钩码上升高度h／m 有用功W有用／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η ‎1‎ ‎2‎ ‎0．1‎ ‎0．2‎ ‎0．9‎ ‎0．3‎ ‎0．27‎ ‎74．1%‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎0．1‎ ‎0．4‎ ‎1．6‎ ‎0．3‎ ‎0．48‎ ‎83．8%‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0．1‎ ‎　‎ ‎1．1‎ ‎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，使动滑轮所做的额外功________（选填“增大”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”）。‎ ‎20、做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图6所示装置对动 滑轮特点进行了探究，记录的数据如下表：‎ 通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：‎ ‎（1）该实验中出现这样结果的主要原因是什么？除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”？‎ ‎（2）分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化？‎ 8‎ ‎ ‎ ‎21、在探究滑轮组机械效率的实验课上，同学们利用老师提供的器材组装了多种滑轮组；‎ ‎（1）请你在上图中任选两图，猜想它们的效率是否相同，如果不同可能是什么因素影响了它们的效率？‎ ‎（2）请你根据你的猜想，设计合理的实验步骤来验证它；‎ ‎（3）根据可能出现的现象写出实验结论 参考答案：‎ ‎1、‎ ‎（1）同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高 ‎（2）不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 ‎2、18cm或5cm、80%、滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关 ‎（2）滑轮组的绕线方式 、相同、做的有用功相同，做的额外功也相同、滑轮组的机械效率与绕线方式无关、滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关 ‎3、0.25、0.21、有用功大于总功、测力计的示数读错、92.6%‎ ‎4、测拉力时没有使测力计匀速上升，造成测量的力不准确、滑轮的轮与轴间的摩擦力大小不同 ‎5、不充分，因为他只采用了此滑轮组进行了三次实验，应该换用不同的滑轮组再进行实验，结论就会更可靠。‎ ‎6、（1）、在静止时读弹簧测力计的示数，应在匀速运动过程中读数 ‎ （2）、探究机械效率与物重关系时，换用了不同的滑轮组，应用同一个滑轮组进行实验 ‎（3）、探究机械效率与哪些因素有关，而得到的结论是只与物重有关 ‎7、（1）平均机械效率一栏不合理，物重发生改变时，机械效率已经发生改变，求平均机械效率无意义。‎ ‎（2）不正确，他只探究了物重大于1N时的情况，应再探究物重等于1N和物重小于1N时的情况。‎ ‎8、甲的机械效率比乙的高、物重太大时，甲提不起来、乙比甲省力 ‎9、（1）同一滑轮组，物重越重，滑轮组的机械效率越高 ‎ （2）物重越小，滑轮组的机械效率越低 ‎10、不考虑摩擦和绳重时，F＝（G＋G动）/n，代入η＝，得η＝G/(G+G动)，代入数据可求得η＝80％。由表格中数据可知，s=2h，所以绕线时，要有2股绳子吊起动滑轮。根据滑轮组省力公式F＝（G＋G动）/2，不省力即F=G物＝2N，解得G动＝2N。‎ ‎11、（1）任选其中一个均可 （2）（3）见下表 选择 补充器材 控制因素 ‎①‎ 弹簧测力计，刻度尺 斜面长、斜面的粗糙程度、物体重 ‎②‎ 弹簧测力计，刻度尺，毛巾 斜面长、斜面高、物体重 ‎③‎ 弹簧测力计，刻度尺 斜面高、斜面的粗糙程度、物体重 ‎④‎ 弹簧测力计，刻度尺，不同重物 斜面长、斜面高、斜面的粗糙程度 ‎12、（1）η＝；（2）＞；（3）用相同的滑轮组提升不同的数量的钩码，分别测出相应的机械效率，然后进行比较，得出结论。‎ ‎13、（）、40 （2）略 （3）66.7﹪（4）66.7％〈η〈72.7％‎ ‎14、（1）略 （2）83.3％（3）略 ‎15、⑴根据题目的实验数据得知：物体重G＝2.0N，弹簧测力计拉力 F＝0.8N， 物体升高H＝0.1 m，弹簧测力计移动的距离L＝0.3m 根据W＝FS得：W有＝GH＝2.0N×0.1m＝0.2J 8‎ ‎ ‎ ‎ W总＝FL＝0.8N×0.3m＝0.24J ‎ η＝W有／W总＝0.2J／0.24J＝83.3﹪‎ ‎ ⑵增大 动滑轮重 绳的重及机械的摩擦 ‎16、（1）甲、乙 （2）74％ 83％ （3）越低 （4）物重越重，滑轮组的机械效率越低 ‎17、‎ 次数 钩码重G／N 钩码上升高度h／m 有用功W有用／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η ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎　‎ ‎（2）Gh/FS×100％ (3)0.8N 、偏小 ‎18、（1）匀速、向上、 拉力大小 刻度尺（2）3、3、3、2 66.7％、80％、66.7％、80％‎ ‎（3）①、② （4）低 （5）低 （6）同一 、不同 ‎19、（1）、高 （2）、0.4 72.7％ （3）增大（4）减小 ‎ ‎20、（1）绳与轮间的摩擦、动滑轮重使用轻质的滑轮 ‎（2）、同一滑轮组，机械效率随物重的增大而增大 ‎21、略 8‎