滬科版八年級(jí)物理 專項(xiàng)綜合全練（十一） 測(cè)滑輪組的機(jī)械效率

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1、 滬科版八年級(jí)物理 專項(xiàng)綜合全練（十一） 測(cè)滑輪組的機(jī)械效率 1. 如圖所示為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重 6?N。 (1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，由圖可知拉力大小為 N，將彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng) 15?cm，則鉤碼上升高度為 cm，總功為 J，該輪滑組的機(jī)械效率為 ； (2) 取下 2 個(gè)鉤碼，重做此實(shí)驗(yàn)，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將 （選填“增大”“減小”或“不變”）。（不計(jì)摩擦） 2. 在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的同一滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼，分別做了甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)

2、，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄如下： 次數(shù)鉤碼鉤碼上升彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)上機(jī)械重/N的距離/cm的示數(shù)/N升的距離/cm效率12511566.7%2451.7153651583.3% (1) 在實(shí)驗(yàn)操作中，應(yīng)該使鉤碼 （選填“快速”或“緩慢”）上升。 (2) 進(jìn)行第 2 次測(cè)量時(shí)，滑輪組做的有用功是 J，滑輪組的機(jī)械效率約為 。（保留三位有效數(shù)字） (3) 進(jìn)行第 3 次測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N，滑輪組做的有用功是 J。 (4) 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)小組得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與 有關(guān)。 3. 如圖是智慧小組“測(cè)滑輪組的機(jī)械效

3、率”的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表： 實(shí)驗(yàn)物重物體上升拉力繩端移機(jī)械次數(shù)G/N高度h/mF/N動(dòng)距離s/m效率η110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3 (1) 請(qǐng)用筆畫線代替繩子，在圖中畫出繩子繞法； (2) 根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)過程中，第 3 次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是 %； (3) 若在第 3 次實(shí)驗(yàn)中，物體上升的速度為 0.1?m/s，則拉力 F 的功率為 W； (4) 分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重 ，滑輪組的機(jī)械效率越高； (5) 創(chuàng)新小組也利用重為 1?N 、 2?N 、

4、4?N 的物體進(jìn)行了 3 次實(shí)驗(yàn)，每次測(cè)得的機(jī)械效率均大于智慧小組的測(cè)量值，則創(chuàng)新小組測(cè)量值偏大的原因可能是 。（填字母） A.測(cè)量時(shí)拉動(dòng)的距離較大 B.滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦較大 C.所使用的動(dòng)滑輪的重力小于智慧小組 D.彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)物體時(shí)速度較大 4. 科學(xué)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“再探動(dòng)滑輪”實(shí)驗(yàn)。測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示。 次數(shù)鉤碼重鉤碼被彈簧測(cè)繩子自有用功總功機(jī)械效力G/N提升高力計(jì)示由端移W有/JW總/J率η/%度h/m數(shù)F/N動(dòng)距離s/m11.00.401.10.800.40.8845.521.50.401.40.800.61.1253.532.00.401

5、.70.801.3642.50.402.00.801.01.6062.5 (1) 實(shí)驗(yàn)中，用圖示的滑輪組提升重物，應(yīng)豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。表格中未完成的空補(bǔ)充完整 、 。 (2) 甲同學(xué)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出，同一動(dòng)滑輪，鉤碼重力逐漸增大，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 （選填“增大”“減小”或“不變”）； (3) 乙同學(xué)進(jìn)一步研究，測(cè)出動(dòng)滑輪的質(zhì)量為 100?g，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出：總功總是大于有用功 W有 與克服動(dòng)滑輪重力做的功 W輪 之和，即：W總>W有+W輪，他猜測(cè)還有 因素影響機(jī)械效率（答一種因素即可）。進(jìn)一步研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鉤碼重力越大，總功 W

6、總 與有用功 W有 和克服動(dòng)滑輪重力做的功 W輪 的差值 ΔW （選“越大”“越小”或“不變”）。 5. 在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小兵與同學(xué)們用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)（如圖所示），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表。 次數(shù)鉤碼鉤碼上升彈簧測(cè)力彈簧測(cè)力計(jì)機(jī)械重/N距離/cm計(jì)示數(shù)/N上升距離/cm效率12100.83083.3%24101.530①3610②3090.9% (1) 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，并用 測(cè)出鉤碼上升的高度。 (2) 表格中編號(hào)①處數(shù)據(jù)為 ，編號(hào)②處數(shù)據(jù)為 。 (3) 分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：使用同一滑輪組提升不同重物

7、至同一高度，提升的物重增加時(shí)，所做的額外功 （選填“變大”“變小”或“不變”），造成此現(xiàn)象的原因是 。 (4) 分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：使用同一滑輪組，滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系可能比較符合的圖是 。 (5) 若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)繩重及摩擦，提升相同的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率 （選填“變大”“變小”或“不變”）。 答案 1. 【答案】 (1) 勻速；2.4；5；0.36；83.3% (2) 減小 【解析】 (1) 實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；圖中彈簧測(cè)力計(jì)每一個(gè)大格代表 1?N，每一個(gè)小格

8、代表 0.2?N，可得拉力大小為 2.4?N；由圖可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù) n=3，則鉤碼上升的高度 h=5?cm；W有用=Gh=6?N×0.05?m=0.3?J，W總=Fs=2.4?N×0.15?m=0.36?J；滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用W總=0.3?J0.36?J≈83.3%。 (2) 取下 2 個(gè)鉤碼后，則所做的有用功減小，而額外功不變，所以有用功在總功中所占的比例減小，則滑輪組的機(jī)械效率將減小。 2. 【答案】 (1) 緩慢 (2) 0.2；78.4% (3) 2.4；0.3 (4) 被提升物體的重力 【解析】 (1) 在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)緩慢豎

9、直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼緩慢上升。 (2) 第 2 次測(cè)量時(shí)，滑輪組做的有用功是 W有用=Gh=4?N×0.05?m=0.2?J；第 2 次測(cè)量時(shí)滑輪組的機(jī)械效率 η=W有用W總=GhFs×100%=4?N×0.05?m1.7?N×0.15?m×100%≈78.4%。 (3) 由圖丙所示測(cè)力計(jì)可知，其分度值為 0.2?N，示數(shù)為 2.4?N；第 3 次測(cè)量時(shí)，有用功：W?有用=G?h=6?N×0.05?m=0.3?J。 (4) 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，鉤碼上升的高度相同，所以機(jī)械效率增大不是由于被提升高度的變化而引起的。鉤碼重不斷增大，機(jī)械效率不斷提高，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：滑輪組的機(jī)械

10、效率與被提升物體的重力有關(guān)。 3. 【答案】 (1) 如圖所示 (2) 74.1 (3) 0.54 (4) 越大 (5) C 【解析】 (1) 根據(jù)表格知：n=sh=0.3?m0.1?m=3，據(jù)此作圖。 (2) 第 3 次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是 η=W有用W總=GhFs=4?N×0.1?m1.8?N×0.3?m≈74.1%。 (3) 在第 3 次實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)=1.8?N，若物體上升的速度為 0.1?m/s，則繩子自由端的速度：v=3×0.1?m/s=0.3?m/s，則拉力 F 的功率為 P=Wt=Fst=Fv=1.8?N×0.3?m/s=0.5

11、4?W。 (4) 縱向分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。 (5) 測(cè)量時(shí)拉動(dòng)的距離較大，s 和 h 都偏大，但 sh 的比值不變，根據(jù) η=W有用W總=GhFs 知機(jī)械效率不變，故A不符合題意；滑輪與轉(zhuǎn)軸的摩擦較大，額外功較大，機(jī)械效率變小，故B不符合題意；使用的動(dòng)滑輪的重力小于智慧小組，克服動(dòng)滑輪重做的功減小，額外功減小，機(jī)械效率變大，故C符合題意；根據(jù) η=W有用W總=GhFs 知機(jī)械效率與彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)物體時(shí)速度無關(guān)，故D不符合題意。 4. 【答案】 (1) 勻速；0.8；58.9 (2) 增大 (3) 各種摩擦；越大

12、【解析】 (1) 實(shí)驗(yàn)中，用圖示的滑輪組提升重物，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定。 第 3 次實(shí)驗(yàn)中，有用功為 W有3=G3h=2?N×0.4?m=0.8?J，機(jī)械效率為 η=W有3W總3×100%≈0.8?J1.36?J×100%≈58.9%。 (2) 由表格數(shù)據(jù)分析知，同一動(dòng)滑輪，所提升的重物的物重增加時(shí)，其機(jī)械效率也增加，故可得：同一動(dòng)滑輪，鉤碼重力逐漸增大，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率增大。 (3) 實(shí)驗(yàn)中，額外功為克服動(dòng)滑輪重力做的功與克服繩重、各種摩擦做的功之和，即繩重、各種摩擦也會(huì)影響機(jī)械效率。由表格數(shù)據(jù)分析知，每組總功與有用功和克服動(dòng)滑輪重力的功的差值為 ΔW

13、=W總?W有?W輪，比較 1 、 2 、 4 次實(shí)驗(yàn)得 ΔW1=W總1?W有1?W輪=0.88?J?0.4?J?G輪h=0.48?J?G輪h，ΔW2=W總2?W有2?W輪=1.12?J?0.6?J?G輪h=0.52?J?G輪h，ΔW4=W總4?W有4?W輪=1.60?J?1.0?J?G輪h=0.60?J?G輪h，故鉤碼的重力越大，差值 ΔW 越大。 5. 【答案】 (1) 刻度尺 (2) 88.9%；2.2 (3) 變大；物重增加，繩與輪、輪和軸之間的壓力變大，摩擦力變大 (4) B (5) 不變 【解析】 (1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)沿豎直方向勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，

14、并用刻度尺測(cè)量出鉤碼上升的高度。 (2) 第 2 次實(shí)驗(yàn)中，機(jī)械效率為： η=W有W總×100%=GhFs×100%=4?N×0.1?m1.5?N×0.3?m×100%≈88.9%. 圖丙中測(cè)力計(jì)分度值為 0.2?N，示數(shù)為 2.2?N，故編號(hào)②處數(shù)據(jù)為 2.2。 (3) 進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，可知用同一滑輪組提升不同重物至同一高度，提升的物重增加時(shí)，所做的額外功將變大，原因：物重增加，繩與輪、輪和軸之間的壓力變大，摩擦力變大。 (4) 動(dòng)滑輪的重力不可忽略，則克服動(dòng)滑輪的重和繩與滑輪、滑輪與軸間的摩擦所做的功為額外功；從摩擦角度考慮，隨著物體重力的增加，滑輪與繩子、滑輪與軸間摩擦?xí)欢ǔ潭仍龃螅煌瑫r(shí)，物重增大，有用功逐漸增大，有用功占總功的比值在增大，所以機(jī)械效率逐漸增大，但由于摩擦也在增大，故機(jī)械效率 η 與物體重力 G 的關(guān)系并不成正比，故B正確，符合題意。 (5) 不計(jì)繩重及摩擦，則克服動(dòng)滑輪的自重做的功為額外功的唯一來源，若將此滑輪組換一種繞繩方法，提升相同的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率 η=W有W總×100%=GG+G動(dòng)×100%，因 G 和 G動(dòng) 不變，故滑輪組的機(jī)械效率不變。