中考物理实验专题测定滑轮组的机械效率实验Word下载.docx
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2.6
双滑轮组
1.1
50
1.4
【实验结论】:
滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关;
同一滑轮组,提起的物重越重,滑轮组的机械效率越高;
不同的滑轮组机械效率不同,且在物重相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低
【考点方向】:
1、步骤:
必须拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:
。
2、结论:
影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
A。
B。
C。
3、同一滑轮组:
滑轮机械效率。
4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止?
机械效率会怎样?
答:
5、实验中改变钩码的数量,改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么?
6、通过该实验我们可以得知:
可以提高滑轮组的机械效率。
【经典例题】
【母题】:
下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告,
实验名称:
测量滑轮组的机械效率
实验步骤:
(1)观察弹簧测力计的量程、零刻度线和 。
(2)如图1所示,测量物体G所受的重力为 。
(3)如图2所示,实验过程中,拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值,用 测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将数据填入表格。
根据表格中的数据,可以知道他们选用的滑轮组是 (选填甲”或“乙”)
(4)仅改变重物G上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据实验记录:
实验次数
物体重量G/N
物体上升高度h/cm
拉力F/N
弹簧测力计移机动的距离s/cm
机械效率η
5.00
1.80
15.00
85.2%
8.00
1.77
24.00
86.6%
3
10.00
1.75
30.00
87.6%
实验结论:
滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论:
(选填“科学”或“不科学”);
请说明你的理由。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率,建议进一步探究:
改变 ,重复实验(3)步骤,计算出机械效率进行比较分析。
(5)小明在实验探究过程中,改变不同的物理量,得出多组数据的目的是。
练习1:
(2019•自贡)小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中,一同学组装好如图所示实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)实验时,小明竖直向上拉动弹簧测力计,使钩升高,弹簧测力计读数为0.5N;
同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录如表:
钩码重G/N
弹簧测力计提升的高度x/m
有用功W有/J
总功W总/J
0.2
0.1
100%
(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他俩找出错误的原因:
(3)该滑轮组的机械效率实际为。
(4)在实验中,若将钩码的重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
练习2:
(2019•黄石)探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
钩码重力(N)
提升高度(cm)
有用功(J)
拉力(N)
总功(J)
机械效率
1.0
40
0.4
0.88
45%
1.5
0.6
1.12
54%
2.0
1.7
2.5
1.60
63%
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
请你解释出现这种现象的原因 。
(3)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与克服动滑轮重力的功之和,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)
(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总﹣W有﹣W轮,通过比较第1、2和 组的数据,发现重物的重力越大,差值△W (选“越大”、“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释 。
练习3:
(2019•绥化)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。
物重G/N
物体上升高度h/m
绳端移动距离s/m
0.3
55.6%
66.7%
1.8
(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
练习4:
(2019•遂宁)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:
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
0.5
0.8
62.5%
25.0%
0.7
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
练习5:
(2018•泰安)图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。
用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。
请你根据他们做的实验完成下列问题:
(1)物体提升的高度是 cm,拉力是 N,该滑轮组的机械效率η= ;
(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
练习6:
(2018•德州)测量滑轮组的机械效率:
步骤
如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。
①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
②分析表中数据可知:
实验2是用图 做的实验。
③实验序号3中的机械效率η= 。
装置图
表格
实验序号
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
74%
8
3.1
86%
结论
通过比较 (填实验序号)两次实验数据得出结论:
同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
通过比较2、3两次实验数据可得出结论:
不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
问题讨论
实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,有同学认为应静止时读数。
你认为他的想法
(选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
练习7:
(2018•齐齐哈尔)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.
(1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计.
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响.
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整.
(4)通过比较 两次实验数据得出结论:
使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)
(5)通过比较 两次实验数据得出结论:
同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.(填实验次数的序号)
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:
。
实验次数
钩码重量G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
1.8
0.3
3
8
3.1
86%
2.5
练习8:
(2018•西宁)小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物,在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧,小马认为:
“甲滑轮组的动滑轮个数少,机械效率高”;
小李却认为:
“乙滑轮组更省力,机械效率高”。
两人谁也说服不了谁,于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。
(所用每个滑轮的重相同,绳重和摩擦忽略不计),他们在实验中得到的数据如下表所示:
(1)根据所测数据,请计算一个动滑轮的重力是 N,甲滑轮组的机械效率是 ;
(2)由计结果可以确定 的说法是正确的,这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是 ,由此可知,可采用 的方法来提高滑轮组的机械效率。
(3)随后小马又设计了一个方案,如图丙所示,你认为和图甲装置对比,在提升同一重物时,装置丙的机械效率 (选填“大于”“等于”或“小于”)装置的机械效率。
会测量滑轮组的机械效率。
物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S
钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。
必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:
保证测力计示数大小不变。
A动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B提升重物越重,做的有用功相对就多。
C摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
当弹簧测力计静止时,绳子和滑轮之间没有摩擦力,拉力示数会变小,用
功在总功中占的比例增大,滑轮组的机械效率偏大。
改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据,这样可以避免一组数据的偶然性,更能得出普遍性规律。
增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。
【答案】
(1)分度值;
(2)4.6N;
(3)匀速;
刻度尺;
乙;
(4)①不科学;
根据η=
×
100%,滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关;
②提升物体的重力。
(5)避免实验偶然性,使结论更具普遍性。
【解析】
(1)测力计使用前,要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值;
(2)根据测力计分度值读数;
(3)使用弹簧测力计时应保证系统处于平衡状态,故应该匀速拉动。
测量长度的工具是刻度尺;
根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh,根据绳n=
求出绳子的有效段数分析回答;
(4)①滑轮组的机械效率η=
=
,据此分析;
②为得出普遍性的结论要多测量。
(5)测量多组数据,重复实验可以避免实验偶然性,得出普遍规律。
(1)匀速;
(2)绳子自由端移动的距离应该是0.3m,不等于0.2m;
(3)66.7%;
(4)变大。
(1)小明在进行实验时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时绳子的拉力等于测力计示数。
(2)由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3;
已知钩码上升高度h=0.1m,则测力计移动距离:
s=nh=3×
0.1m=0.3m,由表中实验数据可知,测力计移动距离为0.2m,测力计移动距离错误,从而导致滑轮组效率错误。
(3)滑轮组的机械效率:
η=
100%=
100%≈66.7%。
(4)提升的钩码重增加到6N,有用功增加,有用功在总功中的比重增大,则该滑轮组的机械效率将变大。
(1)如上表所示;
(2)增大;
动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大;
(3)绳重、各种摩擦;
(4)4;
越大,所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。
(1)由表中数据,第3次实验的有用功:
W有=Gh=2N×
0.3m=0.6J;
绳子有效段数为2,根据s=nh,
绳子自由端移动的距离s=2h=2×
0.3m=0.6m,
总功:
W总=Fs=1.7N×
0.6m=1.02J;
机械效率:
=
≈59%;
0.6
1.02
59%
(2)纵向比较表中数据,钩码重力逐渐增大,滑轮组的机械效率增大;
原因:
动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大。
(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;
(4)在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总﹣W有﹣W轮,即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时,要控制物体提升的高度相同,故应通过比较第1、2和4组的数据;
△W1=W总1﹣W有1﹣W轮=0.88J﹣0.4J﹣G轮h=0.48J﹣G轮h;
△W2=W总2﹣W有2﹣W轮=1.12J﹣0.6J﹣G轮h=0.52J﹣G轮h;
△W3=W总3﹣W有3﹣W轮=1.60J﹣1.0J﹣G轮h=0.6J﹣G轮h;
故重物的重力越大,差值△W越大,原因是:
所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。
(1)匀速缓慢;
(2)74.1%;
(3)越大;
(4)0.54;
(5)C。
(1)实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数;
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是:
≈74.1%;
(3)纵向分析表中实验数据可知,同
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- 中考 物理 实验 专题 测定 滑轮 机械效率