中考物理一轮复习力学 滑轮组的机械效率实验题专题练习题 有答案和解析.docx
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中考物理一轮复习力学滑轮组的机械效率实验题专题练习题有答案和解析
中考物理一轮复习——力学滑轮组的机械效率实验题专题练习有答案和解析共8题
1．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：
次数
钩码所受的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力
F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
η
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
1.0
0.2
0.8
0.8
31.25%
3
2.0
0.1
1.2
0.4
41.67%
4
2.0
0.1
1.5
（1）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s＝_______m，机械效率η＝________。
（2）通过比较1、3和4三次实验数据得出：
同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_______。
（3）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_______N.
（4）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是（_________）
A．动滑轮的重力B．绳子与滑轮之间的摩擦C．物体上升的高度
2．小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中，用同一滑轮组进行了3次实验，如图所示，实验数据记录如表。
次数
钩码重/N
购码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.8%
2
4
10
1.5
30
？
3
6
10
？
30
90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为_____（结果保留一位小数）。
（2）如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的示数为_____N。
（3）分析表格中的数据得出结论:
同一滑轮组，_____。
（4）在第2次实验时，如果拉力方向与竖直方向有一定夹角，那么所测得的滑轮组的机械效率将会_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。
3．如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装罝。
测得的实验数据如下表。
（1）实验过程中，应竖直向上________拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是________。
（3）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。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为________W。
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，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．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
4．探究利用动滑轮提升重物，“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力是否有关？
”的实验时，小明选用带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒、质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。
（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：
①用调好的弹簧测力计分别测出对一个钩码的拉力、一个动滑轮所受的重力，分别用T、G动表示。
如图所示组装实验器材，用弹簧测力计______拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用S表示，钩码上升的高度用h表示。
用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h．并把测量数据记录在表格中；
②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动，保证________不变，仿照步骤①分别测量对应的T、G动、F、s、h并把测量数据记录在表格中。
（2）利用公式
；计算两次实验动滑轮的机械效率η，由η1______η2（选填“＝”或“≠”），可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”。
（3）实验记录表
T（N）
G动（N）
h（m）
F（N）
s（m）
5．某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。
②按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计，使沙袋升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。
④算出有用功W有，总功W总，机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。
次数
沙和袋所受的总重力G/N
提升高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
0.6
0.2
0.12
0.3
0.18
66.7%
2
0.9
0.2
0.18
0.4
0.6
0.24
3
1.2
0.2
0.24
0.5
0.6
0.30
80%
请根据实验过程和实验记录，思考并回答：
（1）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s，你认为s应该为_____m。
（2）根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为_____。
（3）根据表中数据，分析得出所用动滑轮的重为_____N．（绳重和摩擦忽略不计）
（4）分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率_____。
（选填“越大”、“越小”或“不变”）
6．小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”，使用了如图所示的实验装置。
实验前，小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N，每个钩码的重力为0.5N，实验过程中，小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量，分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数（见下表）
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
动滑轮重G0/N
1.0
1.0
1.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
所挂钩码的重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
弹簧测力计示数F/N
0.8
1.2
1.3
1.6
1.8
2.2
2.3
2.7
（1）分析实验数据可以得到：
在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，使用该滑轮组_____（选填“省力”或“不省力”）。
（2）在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下，弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为_____。
（3）小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况，用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法：
（_______）
物块移动的距离为_____cm；若此时绳自由端所用拉力为10N，物块受到的摩擦力为18N，该滑轮组的机械效率为_____。
7．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验效据如下表：
实验次数
钩码重
G/N
钩码上升高度
H/cm
拉力
F/N
绳端移动距离
S/cm
机械效率
1
0.5
10
30
2
1.5
10
0.8
30
62.5%
3
0.5
10
0.5
40
25.0%
4
1.5
10
0.7
40
53.6%
（1）根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是______（选填“甲”或“乙“）滑轮组．
（2）在第一次实验中，当______拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为______N；该次实验滑轮组的机械效率是______（计算结果精确到0.1%）．
（3）机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的措施不可行的是______（选填符号）
A．增加所提物重B．减轻机械自重C．机械加润滑油D．增加重物上升高度
8．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。
提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。
实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的高度
h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离
S/m
总功
W总/J
机械效率
η
1
铝
1
0.1
0.1
0.6
0.3
0.18
56%
2
铝
2
0.1
0.2
1.0
0.3
0.3
67%
3
铝
2
0.2
0.4
1.0
0.6
0.6
67%
4
塑料
2
0.2
0.4
0.8
0.6
0.48
83%
5
塑料
2
0.2
0.4
2.1
0.2
0.42
95%
①比较1和2两次实验发现：
在所有滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高。
②比较3和4两次实验发现：
滑轮组的机械效率还与________有关。
③比较________两次实验发现：
在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。
④第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________。
⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。
可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
（2）小明利用图丙装置实验发现：
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。
保持斜面倾斜程度不变，可以采用________的方法减小摩擦，从而提筒斜面的机械效率。
（3）实验表明：
额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：
假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都________。
下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是________。
A、焦耳定律B、牛顿第一定律C、阿基米德原理D、欧姆定律
参考答案
1．0.450.00%越高（大）2.2C
【解析】
【详解】
第一空．由图知道，实验中承担物重的绳子是四段，所以，第4次实验中绳子移动的距离是：
s=4h=4×0.1m=0.4m；
第二空．由
知道，第4次实验测得机械效率是：
第三空．比较1、3和4三次实验数据知道，物体提升的高度和绳子移动的距离相同，物体的重力不同，且物体的重力越大，机械效率越高，故得出的结论是：
同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率高；
第四空．若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，动滑轮和重物由几股绳子承担，则拉力为重物和动滑轮总重的几分之一，即
，
所以，动滑轮的重力是：
G动=4F-G物=4×0.8N-1N=2.2N；
第五空．由
知道，滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、提起物体的重有关，跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关，所以只有C符合题意。
2．88.9%2.2提升物体的重力越大，机械效率越高变小
【解析】
【详解】
（1）[1]第2次实验中滑轮组的机械效率为：
（2）[2]如图丙所示，第3次实验中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；
（3）[3]纵向分析表格中的数据得出结论：
同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；
（4）[4]弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，拉力F变大，拉下的距离s不变，总功变大，有用功不变，则滑轮组效率变小。
3．匀速缓慢74.1%越大0.54C
【解析】
【详解】
（1）在实验操作过程中，应沿竖直方向向上匀速缓慢拉动绳子上端，此时系统处于平
衡状态，拉力等于测力计示数；
（2）总功：
W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，
有用功：
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
滑轮组的机械效率是：
；
（3）由表中数据知，同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高；
（4）物体上升的速度为0.1m/s，有三段绳子承担重物，绳端移动的速度是0.3m/s，则拉力F
的功率为：
；
（5）A.测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指零刻度线下方，拉力测量大了，机械效率变小，不符合题意；
B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，拉力变大，机械效率变小，不符合题意；
C.第二组所使用的动滑轮的重力小于第一组，克服动滑轮做的功减小，额外功减小，机械效率变大，符合题意。
4．竖直向上匀速钩码所受重力≠
【解析】
【详解】
（1）①用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，系统处于平衡状态，此时测力计的示数与拉力大小才相等；
②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动，保证钩码所受重力不变，仿照步骤①分别测量对应的T、G动、F、s、h．并把测量数据记录在表格中。
（2）动滑轮的机械效率：
，动滑轮重不同，F不同，故η不等；可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”。
5．0.675%0.3越大
【解析】
【详解】
第一空．由图知道，承担物重的绳子的有效段数为3，所以，s＝nh，在第一次实验中，绳端移动的距离是：
s＝3×0.2m＝0.6m；
第二空．根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为：
＝75%；
第三空．不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：
，结合第一次实验的数据知道，所用动滑轮的重是：
G动＝3F﹣G＝3×0.3N﹣0.6N＝0.3N；
第四空．分析三次实验中的数据知道，当用同一个滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越大。
6．不省力F＝
3.1060%
【解析】
【详解】
第一空．分析表中序号为1、2的两组数据可以得到：
在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下，测力计示数大于所挂钩码的重力G，故此时使用该滑轮组不省力。
第二空．由图1可知，承担货物和动滑轮额绳子段数为2根，即n＝2，忽略摩擦、绳重及实验误差，则弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为：
F＝
。
第三空．由图可知，将物块从位置A匀速直线拉到位置B，当绳子的有效段数最多为3时最省力，根据“奇动偶定”，绳子起电应从动滑轮钩子开始，如图：
第四空．由图知，刻度尺分度值为1mm，以B位置物块的左边缘为准，到A位置物块的左边缘，物块移动的距离为44.10cm﹣41.00cm＝3.10cm。
第五空．因此时物块被水平拉动，克服摩擦力所做的功为有用功，则该滑轮组的机械效率为：
η＝
=
=60%。
7．甲竖直向上匀速0.441.7%D
【解析】
【详解】
第一空．由表中第一次实验数据可知，钩码上升的高度h=10cm，绳端移动的距离s=30cm，
由s=nh可得，绳子的有效股数为：
由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3，乙滑轮组绳子的有效股数为4，所以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；
第二空．实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
第三空．由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力F=0.4N；
第四空．该次实验滑轮组的机械效率
第五空．A．由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；
B．由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；
C．机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据
可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行；
D．由
可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D不可行．
8．重力越大动滑轮的重力2和3图乙第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等80%减小接触面的粗糙程度不能省功B
【解析】
【详解】
（1）①比较1和2两次实验可知，当提升钩码的高度相同，提升钩码重力不同时，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率就越高。
②比较3和4两次实验可知，滑轮材质不同，所以滑轮重力大小，导致滑轮组的机械效率不同，故滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力有关。
③比较2和3两次实验可知，当提升钩码的重力相同，提升高度不同时，滑轮组的机械效率相同，故滑轮组的机械效率与提升钩码的高度无关
④第5次实验中提升钩码的高度和绳端移动的距离相等，所以第5次实验是利用了定滑轮完成的，故是利用了图乙完成的。
⑤图甲中的绳子段数n=3，由题知，G物=6N，F拉=2.5N，则滑轮组的机械效率为：
（2）斜面倾斜程度不变时，物体对斜面的压力也会不变，所以可以采用减小接触面的粗糙程度的方法来减小摩擦。
（3）假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械都不能省功；本题用到了理想实验法，牛顿第一定律在推理过程中也用到此方法。
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