专训1-机械效率的测量-(2).doc

专训1　机械效率的测量
名师点金：
1．测量滑轮组、斜面和杠杆的机械效率的原理是η＝W有/ W总＝Gh/(Fs)。实验过程中应注意的问题有：(1)让物体在拉力的作用下做匀速直线运动；(2)进行多次测量，利用不完全归纳法概括总结规律。
2．影响滑轮组机械效率的因素：物体的重量、动滑轮的重量、动滑轮与绳子间的摩擦力。
3．影响斜面机械效率的因素：物体的重量、斜面的倾斜程度、斜面的光滑程度。
4．影响杠杆机械效率的因素：物体的重量、杠杆的重量、杠杆的灵活程度。
测量滑轮组的机械效率
1．【中考·成都】小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：
(1)他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组。在实验过程中，应________拉动弹簧测力计。
(2)他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为________。

实验次序
钩码总重G/N
钩码上升高度h/m
弹簧测力计的示数F/N
绳子自由端移动距离s/m
机械效率η
甲
1.0
0.1
0.5
0.3
67%
乙
2.5
0.1
1.0
0.3
83%
丙
1.0
0.1
0.5
0.4

(3)对比分析实验甲、乙可得出：同一滑轮组，提升的钩码________，机械效率越高。
(第1题图)　 　　(第2题图)
2．【中考·西宁】某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验次数
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)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。
(2)第二次实验中，2 s内钩码上升的高度为0.1 m，则它运动的速度为__________m/s。
(3)第三次实验中，绳端移动的距离为________m，滑轮组的机械效率为________。
(4)分析比较第一、二两次实验数据，有用功W1有用 ______W2有用，滑轮组的机械效率η1________η2 (两空均填“＞”“＝”或“＜”)。由此可知，可采用__________________的方法来提高滑轮组的机械效率。
3．【中考·聊城】在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下：

实验次序
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η
甲
2
0.05
1.0
0.15
66.7%
乙
4
0.05
1.7
0.15
78.4%
丙
6
0.05
①
0.15
②
(1)实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计，使钩码升高。
(2)表格中编号①处数据应为________，编号②处数据应为________。
(3)分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与____________________有关。
(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的钩码时，滑轮组的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(第3题图)　(第4题图)
测量斜面的机械效率
4．【中考·鸡西】某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块(如图所示)，得到下表中的实验数据。

实验次数
斜面的倾斜程度力
物块重度G/N
斜面高h/m
拉力F/N
斜面长度s/m
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
(1)分析表中的数据可得出：斜面越缓越________(填“省”或“费”)力。
(2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高度和长度分别是0.5 m和1 m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5 N，则这种情况下斜面的机械效率为________%。
(3)综合分析4次实验数据可知：斜面的机械效率与__________________和__________________有关。
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力________(填“大于”“小于”或“等于”)物块所受的摩擦力。
5．【中考·广元】某校物理学习小组同学猜想“滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关”，于是他们选用了重10 N的物体完成了如图A所示的三次实验：
(第5题图)
(1)通过比较________两图，可以验证他们的猜想，得出的结论是：________________________________________________________________________。
(2)好动脑筋的同学们在甲装置木板右端又垫了一个木块，来“探究斜面的机械效率”。实验前他们分析得出：“由于斜面不是光滑的，沿斜面向上拉物体，必定要克服摩擦做额外功，斜面的机械效率一定受摩擦力影响。”然后他们又做了图B所示的实验：在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物体，设计表格记录实验数据如下：
实验次数
斜面倾斜程度
物重G/N
上升高度h/m
拉力F/N
移动距离s/m
有用功W有用/J
总功W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.2
0.50
1.25
1.60
78%
①分析表中的数据可得出：斜面越缓越______(填“省”或“费”)力。
②对实验数据进行进一步分析，你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是：________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
测量杠杆的机械效率
6．【中考·汕头】如图所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景(杠杆的重力忽略不计)。
(1)请在下表中把相关的数据填写完整。

物体重G/N
物体上升的高度h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计移动的竖直距离s/cm
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η/%
4

30

(2)为提高本实验中杠杆的机械效率，请提一条合理的建议：______________________________。
(第6题图)　(第7题图)
7．【中考·江苏】用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为________N，钩码总重G为1.0 N，钩码上升高度h为0.1 m，测力计移动距离s为0.3 m，则杠杆的机械效率为________%。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 　。
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
实验次数
钩码悬挂点
钩码总重G/N
钩码移动距离h/m
拉力F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
A点
1.5
0.10
0.7
0.30
71.4
2
B点
2.0
0.15
1.2
0.30
83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？____________。请简要说明两条理由：
①_________________________________________________________；
②_________________________________________________________。
全章高频考点专训答案
专训1
1．(1)匀速　(2)50%　(3)越重
点拨：(2)机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝50%。
2．(1)匀速　(2)0.05　(3)0.45；80%　(4)＜；＜；增加钩码重(增加物重)
3．(1)匀速　 (2)2.4；83.3%　(3)所提物体的重量
(4)不变　点拨：(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数稳定，便于读数；(2)由图知，测力计的分度值为0.2 N，示数为2.4 N；第3次实验中，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈83.3%；(3)实验选用的是同一滑轮组，动滑轮的重力不变；由表中实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，即同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重量有关。(4)若将此滑轮组换一种绕绳方法，动滑轮的重不变，不计摩擦及绳重，由η＝＝＝＝可知，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变。
4．(1)省　(2)55.6　(3)斜面倾斜程度；斜面粗糙程度
(4)大于
点拨：(2)有用功W有用＝Gh＝5 N×0.5 m＝2.5 J，总功W总＝Fs＝4.5 N×1 m＝4.5 J，机械效率η＝×100%＝×100%≈55.6%。(4)使用斜面时，克服摩擦力做额外功，W额外＝fs；拉力做的功为总功，W总＝Fs；显然W总>W额外，可见F>f。
5．(1)甲、乙；接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大　(2)①省；②接触面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高
6．解：(1)如下表所示。

物体重G/N
物体上升的高度h/cm
弹簧测力计的示数F/N
弹簧测力计移动的竖直距离s/cm
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η/%
4
15
2.4
30
0.6
0.72
83.3
(2)选择支点灵活的杠杆
7．(1)0.5；66.7；由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功　(2)不能；①两次实验时钩码没有挂在同一位置；
②仅根据一次实验所得结论不可靠

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