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1、中考物理一轮复习力学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滑轮组的机械效率实验题专题练习 有答案和解析有答案和解析 共共 8 8 题题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：钩码所受的重次数力G/N钩码提升的高度h/m拉力绳端移动的距离机械效率F/Ns/m11.00.10.80.431.25%21.00.20.80.831.25%32.00.11.20.441.67%42.00.11.5（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_。（2）通过比较1、3 和 4 三次实验数据得出：同一滑轮组，
2、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.1（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。购码上升距离次数钩码重/N/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上机械效率升距离/cm12100.83083.8%24101.530？3610？3090.9%(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
3、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。2试卷第!异常的公式结尾异常的公式结尾页，总 10 页(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
4、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。3（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：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
5、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；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W有W总=Th；计算两次实验动滑轮的机械效率，由1_2（选Fs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)W有W总=G动（N）h（m）F（N）s(m)ThFs5某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率，实验过程如下：试卷第!异常的公式结尾异常的公式结尾页，总 10 页4用
6、弹簧测力计测量沙和袋所受总重力G并填入表格。按图安装滑轮组，分别记下沙袋和绳端的位置。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。算出有用功W有，总功W总，机械效率。改变沙袋中沙子的重量，重复上面的实验。沙和袋所提升高次数受的总重度h/m力G/N有绳端移有用功W拉力F/N动的距/J离s/m/J总功W总机械效率10.60.20.120.30.1866.7%20.90.20.180.40.60.2431.20.20.240.50.60.3080%请根据实验过程和实验记录，思考并回答：5（1）在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记
7、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123456
8、78动滑轮重G0/N1.01.01.31.01.01.01.01.0所挂钩码的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0弹簧测力计示数F/N0.81.21.31.61.82.22.32.7（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与被提升钩码重力试卷第!异常的公式结尾异常的公式结尾页，总 10 页6G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
9、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：钩码重实验次数钩码上升高度拉力绳端移动距离机械效率G/NH/cmF/NS/cm10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%7（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
10、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。试卷第!异常的公式结尾异常的公式结尾页，总 10 页8实验次数滑钩码轮重材度提升的高有用功拉力离绳端移动的距总功机械效率W有用/JF/NG/N
11、h/mS/mW总/J质1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%塑4料20.20.40.80.60.4883%塑5料20.20.42.10.20.4295%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。比较 3 和 4 两次实验发现：滑轮组的机械效率还与_有关。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。第 5 次实验是利用了图_的装置完成的，判断依据是_。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
12、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9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、欧姆定律试卷第!异常的公式结尾异常的公式结尾页，总 10 页10参考答案参考答案10.4 50.00%越高（大）2.2 C【解析】【详解】第一空 由图知道，实验中承担物重
13、的绳子是四段，所以，第 4 次实验中绳子移动的距离是：s=4h=40.1m=0.4m；第二空由=W有W总知道，第 4 次实验测得机械效率是：=W有W总=Gh3.0N0.1m50%Fs1.5N0.4m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F 1GG动，4物所以，动滑轮的重力是：G动=4F-G物=40.8N-1N=2.2N；W有Gh=第五空 由=知道
14、，滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、提起物体的重有关，W总Fs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。288.9%2.2提升物体的重力越大，机械效率越高变小【解析】【详解】答案第 1 页，总 6 页(1)1第 2 次实验中滑轮组的机械效率为：W有Gh4N0.1m88.9%W总Fs1.5N0.3m(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
15、。3匀速缓慢 74.1%越大 0.54 C【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=1.8N0.3m=0.54J，有用功：W有=Gh=4N0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是：W有0.4J=74.1%；W总0.54J(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：答案第 2 页，总 6 页PFv 1.8N 0.3m/s=0.54W；(5)A.测拉力时，弹簧测力计未调零，
16、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）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；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：W有W总=Th10000，动滑轮重不同，F不同，故不等；可以Fs得出“动
17、滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”。50.6 75%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，snh，在第一次实验中，绳端移动的距离是：s30.2m0.6m；2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%；答案第 3 页，总 6 页W有0.18J=100%W总0.24J第三空不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：F G G动，结合第一次实验的数据知3道，所用动滑轮的重是：G动3FG30.3N0.6N0.3N；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FG G023.10 60%【解析】
18、【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n2，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：G+G0F。2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 44.10cm41.00cm3
19、.10cm。答案第 4 页，总 6 页第五空 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：f18N=60%。Fn 10N37甲竖直向上匀速 0.4 41.7%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：n s30cm 3h10cm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
20、力F=0.4N；第四空该次实验滑轮组的机械效率W有W总Gh0.5N0.1m100%100%41.7%Fs0.4N0.3m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，根据答案第 5 页，总 6 页W有W总100%=W有W有W额100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C 可行；D由W有W总GhGhG100%可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，FsFnhnF故
21、 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）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。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。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。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：W有GhGhG6N=80%W总Fs3hF3F32.5N（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。答案第 6 页，总 6 页