沪科版八年级物理 专项综合全练（十一） 测滑轮组的机械效率

1、沪科版八年级物理 专项综合全练（十一） 测滑轮组的机械效率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，将弹簧测力计向上移动 15cm，则钩码上升高度为 cm，总功为 J，该轮滑组的机械效率为 ；(2) 取下 2 个钩码，重做此实验，此时滑轮组的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。（不计摩擦）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同数量的钩码，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据录如下： 次数钩码钩码上升弹簧测力计弹簧测力计上机械重/N的距离/cm的示数/N升的距离

2、/cm效率12511566.7%2451.7153651583.3% (1) 在实验操作中，应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢”）上升。(2) 进行第 2 次测量时，滑轮组做的有用功是 J，滑轮组的机械效率约为 。（保留三位有效数字）(3) 进行第 3 次测量时，弹簧测力计的示数为 N，滑轮组做的有用功是 J。(4) 分析实验数据，实验小组得出实验结论：滑轮组的机械效率与 有关。如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置，测得的实验数据如表： 实验物重物体上升拉力绳端移机械次数G/N高度h/mF/N动距离s/m效率110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11

3、.80.3 (1) 请用笔画线代替绳子，在图中画出绳子绕法；(2) 根据表中数据分析，实验过程中，第 3 次实验中滑轮组的机械效率是 %；(3) 若在第 3 次实验中，物体上升的速度为 0.1m/s，则拉力 F 的功率为 W；(4) 分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 ，滑轮组的机械效率越高；(5) 创新小组也利用重为 1N 、 2N 、 4N 的物体进行了 3 次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 。（填字母）A.测量时拉动的距离较大B.滑轮与转轴的摩擦较大C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组D.弹簧测力计每次拉动物体时速度较大科学小组用如图

4、所示的实验装置进行“再探动滑轮”实验。测得的数据如表所示。 次数钩码重钩码被弹簧测绳子自有用功总功机械效力G/N提升高力计示由端移W有/JW总/J率/%度h/m数F/N动距离s/m11.00.401.10.800.40.8845.521.50.401.40.800.61.1253.532.00.401.70.801.3642.50.402.00.801.01.6062.5 (1) 实验中，用图示的滑轮组提升重物，应竖直向上 拉动弹簧测力计。表格中未完成的空补充完整 、 。(2) 甲同学根据表格数据可以得出，同一动滑轮，钩码重力逐渐增大，动滑轮的机械效率 （选填“增大”“减小”或“不变”）；(3

5、) 乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为 100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功 W有 与克服动滑轮重力做的功 W轮 之和，即：W总W有+W轮，他猜测还有 因素影响机械效率（答一种因素即可）。进一步研究数据发现，钩码重力越大，总功 W总 与有用功 W有 和克服动滑轮重力做的功 W轮 的差值 W （选“越大”“越小”或“不变”）。在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数钩码钩码上升弹簧测力弹簧测力计机械重/N距离/cm计示数/N上升距离/cm效率12100.83083.3%24101.53036103090.9%

6、(1) 实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，并用 测出钩码上升的高度。(2) 表格中编号处数据为 ，编号处数据为 。(3) 分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功 （选填“变大”“变小”或“不变”），造成此现象的原因是 。(4) 分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是 。(5) 若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计绳重及摩擦，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”）。答案1. 【答案】(1) 匀速；2.4；5；0.36；83.3% (2) 减小【解析】(1) 实验中要竖直向上匀

7、速拉动弹簧测力计，使弹簧测力计示数稳定，便于读数；图中弹簧测力计每一个大格代表 1N，每一个小格代表 0.2N，可得拉力大小为 2.4N；由图可知承担物重的绳子股数 n=3，则钩码上升的高度 h=5cm；W有用=Gh=6N0.05m=0.3J，W总=Fs=2.4N0.15m=0.36J；滑轮组的机械效率：=W有用W总=0.3J0.36J83.3%。(2) 取下 2 个钩码后，则所做的有用功减小，而额外功不变，所以有用功在总功中所占的比例减小，则滑轮组的机械效率将减小。2. 【答案】(1) 缓慢(2) 0.2；78.4% (3) 2.4；0.3 (4) 被提升物体的重力【解析】(1) 在实验过程

8、中，应缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升。(2) 第 2 次测量时，滑轮组做的有用功是 W有用=Gh=4N0.05m=0.2J；第 2 次测量时滑轮组的机械效率 =W有用W总=GhFs100%=4N0.05m1.7N0.15m100%78.4%。(3) 由图丙所示测力计可知，其分度值为 0.2N，示数为 2.4N；第 3 次测量时，有用功：W有用=Gh=6N0.05m=0.3J。(4) 从实验数据看，钩码上升的高度相同，所以机械效率增大不是由于被提升高度的变化而引起的。钩码重不断增大，机械效率不断提高，得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。3. 【答案】(1)

9、如图所示(2) 74.1 (3) 0.54 (4) 越大(5) C【解析】(1) 根据表格知：n=sh=0.3m0.1m=3，据此作图。(2) 第 3 次实验中滑轮组的机械效率是 =W有用W总=GhFs=4N0.1m1.8N0.3m74.1%。(3) 在第 3 次实验中，F=1.8N，若物体上升的速度为 0.1m/s，则绳子自由端的速度：v=30.1m/s=0.3m/s，则拉力 F 的功率为 P=Wt=Fst=Fv=1.8N0.3m/s=0.54W。(4) 纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高。(5) 测量时拉动的距离较大，s 和 h 都偏大，但 sh 的比值不

10、变，根据 =W有用W总=GhFs 知机械效率不变，故A不符合题意；滑轮与转轴的摩擦较大，额外功较大，机械效率变小，故B不符合题意；使用的动滑轮的重力小于智慧小组，克服动滑轮重做的功减小，额外功减小，机械效率变大，故C符合题意；根据 =W有用W总=GhFs 知机械效率与弹簧测力计每次拉动物体时速度无关，故D不符合题意。4. 【答案】(1) 匀速；0.8；58.9 (2) 增大(3) 各种摩擦；越大【解析】(1) 实验中，用图示的滑轮组提升重物，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使测力计示数稳定。第 3 次实验中，有用功为 W有3=G3h=2N0.4m=0.8J，机械效率为 =W有3W总3100%0.

11、8J1.36J100%58.9%。(2) 由表格数据分析知，同一动滑轮，所提升的重物的物重增加时，其机械效率也增加，故可得：同一动滑轮，钩码重力逐渐增大，动滑轮的机械效率增大。(3) 实验中，额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和，即绳重、各种摩擦也会影响机械效率。由表格数据分析知，每组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值为 W=W总W有W轮，比较 1 、 2 、 4 次实验得 W1=W总1W有1W轮=0.88J0.4JG轮h=0.48JG轮h，W2=W总2W有2W轮=1.12J0.6JG轮h=0.52JG轮h，W4=W总4W有4W轮=1.60J1.0JG轮h=0.60J

12、G轮h，故钩码的重力越大，差值 W 越大。5. 【答案】(1) 刻度尺(2) 88.9%；2.2 (3) 变大；物重增加，绳与轮、轮和轴之间的压力变大，摩擦力变大(4) B(5) 不变【解析】(1) 实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，并用刻度尺测量出钩码上升的高度。(2) 第 2 次实验中，机械效率为： =W有W总100%=GhFs100%=4N0.1m1.5N0.3m100%88.9%. 图丙中测力计分度值为 0.2N，示数为 2.2N，故编号处数据为 2.2。(3) 进一步分析数据，可知用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将变大，原因：物重增加，绳与轮、轮和轴之间的压力变大，摩擦力变大。(4) 动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮、滑轮与轴间的摩擦所做的功为额外功；从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子、滑轮与轴间摩擦会一定程度增大