专题10 斜面、杠杆、滑轮组的机械效率（原卷版）

专题10\o"实验题13斜面、杠杆、滑轮组的机械效率-2022年中考物理二轮题型专项复习（全国通用）"斜面、杠杆、滑轮组的机械效率【知识储备】测量滑轮组的机械效率:1.在实验中,弹簧测力计拉力的测量应该在工作过程中进行。在测量中,弹簧测力计应竖直向上匀速拉动。必须在拉动中读数。为顺利完成实验,同一实验组的同学要分工合作。2.钩码上升高度的测量,可先量出钩码到桌面(或铁架座面)的距离h1,向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高后,再量出钩码到桌面(或铁架面)的距离h2那么h2-h1就是钩码升高的高度h。为了测量和计算方便,钩码前后的高度h1、h2最好是整数。3.弹簧测力计通过距离的测量,可以仿照测量钩码提升高度h的方法进行,或者事先在细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处做个带色的记号,再拉弹簧测力计,量出记号到细绳与动滑轮(或定滑轮)相切处的距离,这就是弹簧测力计通过的距离s。4.在实验中要求严肃认真,实事求是地记录测得的数据,不能凑数。实验结束,要整理仪器,并放回原处。学生分组实验,完成实验记录并分析数据。【专题突破】1．如图，小明在做探究影响杠杆机械效率因素实验时，发现把同一钩码放在A点，弹簧测力计示数小；放在B点，弹簧测力计示数大。对此，小明猜想：“同一杠杆，同一物体在杠杆上的悬挂点离支点越近，机械效率越高。”请设计实验验证其猜想。（1）除图中所示的器材以外，还需要的实验器材有。（2）画出记录实验数据的表格。（3）写出实验步骤（可用画图或文字表述）和判断小明猜想是否正确的依据。2．某同学利用如图所示的装置探究滑轮组机械效率与哪些因素有关，他猜想滑轮组的机械效率可能与钩码重力、动滑轮重力、滑轮的轮与轴之间的摩擦有关。（1）实验器材除了图中所示外，还需要。（2）组装好滑轮组后他匀速竖直向上拉弹簧测力计并在运动中读数，记录数据如表。表中a＝，b＝（结果保留到1%）。钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳子自由端所受拉力F/N绳子自由端移动距离s/m机械效率η/%60.2a0.6b（3）实验过程中测力计应该匀速竖直向上拉，如果使物体加速运动，则测得的滑轮组的机械效率将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（4）学习小组改变提起钩码重力又做了两次实验，他们这样做可以探究“同一滑轮组，机械效率与是否有关。”此探究需保持动滑轮重力及不变。3．建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。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η55.6%55.6%370.2%461.5%（1）实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。（2）分析表中数据可知：第4次实验是用图所示装置来完成的。（3）通过比较两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。（4）通过比较1、3两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率。（5）（多选）为提高滑轮组机械效率、节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有。A.减轻动滑轮重B.增加所提物体重C.机械加润滑油D.增加重物上升高度4．测量滑轮组机械效率的实验中，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G，如图甲所示，再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。（1）读出图甲中弹簧测力计的示数为N。（2）图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是（选填“A”或“B”）同学的方法。（3）按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为FG（选填“＞”“＜”或“＝”）。若弹簧测力计的示数为1N（不计绳重和摩擦），则滑轮组的机械效率为（结果保留至0.1%），若只增加钩码的重量，该滑轮组的机械效率将（选填“变大”“不变”或“变小”）。5．小明利用甲和丙的器材测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）：（1）当小明利用图甲装置进行实验时，重物以0.1m/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。（2）只改变动滑轮重力，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像，分析图像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。（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为N。（4）当甲、丙滑轮组使用相同的动滑轮提升相同的重物时，甲滑轮组的机械效率丙滑轮组的机械效率。（选填“大于”“等于”或“小于”）6．某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。（一）小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。（1）实验中，测力计的示数F为N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m时，C点上升了30cm，则杠杆的机械效率为%。（2）实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是。（3）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（二）小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。O为杠杆的转轴，不计摩擦。实验时，给B端施加竖直向下的力，使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。（图中杠杆为质量分布均匀的直棒）下表是提升物体时采集到的数据：实验序号物重G（N）拉力（N）A端上升的高度h/mB端下降的高度s/m杠杆的效率1250.040.0280%2490.040.0289%3250.060.0380%46150.040.0.292%（1）由三组实验，可以初步得出的结论：相同的杠杆，提升的物体越重效率越高。（2）该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重，分析实验数据可知道杠杆的自重为N。7．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小华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：试验次数物体重力/N提升高度/m拉力/N绳端移动的距离/m机械效率/ŋ130.12.00.350%260.1①0.3②（1）图乙中是第二次实验中弹簧测力计的示数，表格中②处的数据应为；（2）分析数据可初步得出结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越（选填“大”或“小”）；（3）小华改变动滑轮的重力，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出机械效率和动滑轮重的关系图像如图丙。如果忽略绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为N。8．图甲是老李用轮椅推着他老母亲在无障碍通道上缓缓行走，图乙是该通道斜面示意图。为了解老李推轮椅所用力的大小，小华进行了探究。她从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点，并测出B点距离地面的高度为9.00cm。（g取10N/kg）（1）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：①测出小车重为2.0N，小车在斜面上时，其所受重力的示意图是（填“丁”或“戊”）图。②将弹簧测力计校零后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，测力计示数为N；③将小车从水平地面提升到B点过程中斜面的机械效率为。（2）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标、小车总重为横坐标，建立坐标系，作出W1、W2与G的关系图像如图丙中的线段a和b。①由丙图知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重（填“有”或“无”）关。②若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则老李用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为N。9．如图1所示，把物体甲从A点竖直向上匀速提升至高度为H的B点，绳的拉力为F1；用平行于斜面的拉力F2把物体甲沿斜面从C点匀速拉至与B点等高的D点，物体甲移动距离为s。（1）在此过程中斜面的机械效率η＝（用题目中的字母表示）。小明在实验中，提出了关于斜面的机械效率与斜面倾角大小关系的猜想：斜面倾角越大，沿斜面把同一物体拉升至同一高度时，机械效率越高。请设计实验验证小明的猜想。（2）除了图2中的器材，还需要什么测量工具：。（3）请写出实验步骤（可画图或文字表述）：。10．小金和小明在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，提出了如下猜想：猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关。为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小金把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示：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η12.00.11.00.366.7%24.074.1%36.0请你解答如下问题：（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为。根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式。（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率。（选填“越