(2)[2]从图中可以看出,测力计的分度值为0.2N,因此第二次实验中弹簧测力计的指示为2.4N。 (3)[3]第三次实验中滑轮组的机械效率 η=≈77.0% (4)[4]从实验数据可以看出,相同滑轮组提升的物体越重,越高滑轮组的机械效率。 因此,使用滑轮组举起7N的重量。 此时物体的重量大于第三次实验的重量。 此时滑轮组的机械效率大于77.0%,可能为80%,故选择C.2。(2020年天津中考题)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,肖明提出如下猜想: 猜想一:滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关; 猜想2:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关; 为了验证猜想,准备的设备如下:两个相同的滑轮、一根绳子、若干个钩子、一个秤和一个弹簧测力计; 小明将两个滑轮分别组装成定滑轮和动滑轮。 滑轮组用于提升不同数量的吊钩代码进行三个实验。 数据如下表所示: 实验次数 吊钩重力代码 G/N 提升高度 h/m 拉力 F/N 飞蝇移动距离 s/ m 机械效率??12.00.11.00.366.7%24.00。 11.80.374.1%36.00.12.503 请回答下列问题: (1)表中第三次实验滑轮组的机械效率为: 根据表中数据画在图中,找出滑轮组的绕制方式。滑轮组(); (2)分析表中数据可知,使用同一套滑轮组来提升不同的物体。 物体越重,滑轮组的机械效率越高(可选“更高”、“更低”或“不变”);(3)为了验证猜想2,还需要增加哪些额外的实验设备? 【答案】 ] (1). 80.0% (2). (3). 滑轮越高 (4). 不同重量的滑轮 [分析] [详细说明] (1) [1] 在第三个实验中,有用功W为= Gh = 6.0N × 0.1m = 0.6J.通过滑轮组所做的总功W总计 = Fs = 2.5N × 0.3m = 0.75J. 同一滑轮组用于提升不同物体的机械效率。物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]猜想2:为了验证滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关,使用不同重量的动滑轮进行了实验。 3.(2020年山东省青岛市中考题)研究定滑轮的特点:(1)研究使用定滑轮是否省力时,用如图A所示的装置匀速提升重物。 需要测量的物理量是 和 。 (2)如图B所示,如果用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力之间的关系为 。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮,方便我们升旗。 这就是使用定滑轮的特点。 【答案】(1). 弹簧测功机对绳索末端的拉力 (2)。 物体的重力 (3)。 F1=F2=F3 (4). 力的方向是可以改变的 [分析] [详细解释] (1) [1][2] 在研究使用定滑轮是否省力时,我们需要比较绳子末端的拉力和绳子的重力物体; 当使用图A所示的装置以恒定速度提升重物时,需要测量的物理量是弹簧测力计绳子末端的拉力和物体的重量。 (2)[3]图B中的装置是定滑轮。 定滑轮的工作特点是既不省力又不费距离。 因此,拉力F1、F2和F3用于以恒定速度提升重物。 三个力大小相等,即F1=F2=F3(3)[4]虽然既不省力又不费距离,但定滑轮可以改变力的方向,所以安装定滑轮旗杆顶部可以让我们更方便地升旗和降旗。
4.(2020年辽宁省朝阳市中考题)在《测量滑轮组机械效率》实验中,实验组利用如图所示的装置进行了实验。 实验数据记录如表所示。 第三次实验时的拉力如图所示。 实验次数 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳索自由端移动距离 s/cm 机械效率 η12100.83083.3%24101.530②3610①30*(1) 弹簧应拉紧实验过程中测量测力计引起钩码上升; (2)表中编号为①的数据应为; 编号②的数据应该是; (3)通过对比实验数据可以得出的实验结论是:使用相同的滑轮组; (4) 如果在第一个实验中,忽略绳索的重量和摩擦力,则动滑轮的重力可以计算为 【答案】(1). 以恒定速度垂直向上 (2)。 2.2(3)。 88.9% (4)。 被提升的物体越重,滑轮组(5)的机械效率越高。 0.4 【分析】【详细说明】(1)【1】实验时,应将弹簧测力计匀速垂直向上拉动,使钩码上升。 (2)[2]从图中可以看出,弹簧测力计的指标值为0.2N,拉力为2.2N。 [3] 可以得到第二次实验的机械效率 (3) [4] 实验中使用相同的滑轮组,动滑轮的重力保持不变。 从表中实验数据分析可知,同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的重力越大。 机械效率越高。
(4)[5]由于忽略绳重和摩擦力,额外做的功就是克服动滑轮重力阻力所做的功,则动滑轮重力为5。(2020年山东省东营市中考题)学了《滑轮组的机械效率》之后,一个兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关?”这个话题产生了浓厚的兴趣,他们猜测作为一个简单的机械,斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。为此,实验室提供了以下设备:长木板?滑橇(长宽高之比为1: 2:4)?木块(带钩)?天平?弹簧测力计?秒表?秤?细铁丝?请根据您的需要选择合适的设备,并完成下列问题? (1) 实验目的: (2) 实验设备:(3)实验步骤:(4)分析与论证:(5)交流与评价:【答】(1). 参见分析(2)。 参见分析(3)。 参见分析(4)。 参见分析(5)。 看分析【分析】【详细解释】(1)【1】实验目的:探究斜面的力学效率与斜面的倾斜度是否有关(2)【2】实验设备:长木板? 木材? 木块(带钩)弹簧测力计? 规模? 细丝(3根)[3] 实验步骤: ①垫 将木板平放,将长板一端抬高,形成斜面。 用刻度尺测量斜面的长度s1和高度。 用弹簧测力计测量木块上的重力G,然后使用弹簧测力计。 拉动木块沿斜坡匀速滑动,从下往上上升。 记下此时弹簧测功机的示值F1,并记录数据? ② 将滑橇侧放,将长木板一端抬起,坡度变陡,重做实验,记录数据? ③将撬块直立,将长板一端抬起,使坡度变陡,重做实验,记录数据? ④收集、处理数据,比较、总结? (4) [4] 分析论证:通过公式计算各个实验的机械效率,并进行分析:如果测得的机械效率都相等,则说明斜面的机械效率与斜面的机械效率无关。斜面的倾斜度; 如果测得的机械效率不相等,说明斜面的机械效率与斜面的倾角有关? (5)【5】交流与评价:∠本实验中,测量拉力时,木块应保持在斜面上匀速运动? ②斜面的机械效率与斜面的斜率有关。 粗糙度与其他因素有何关系,如何验证? 模拟练习1、小明和小强在测量“滑轮组机械效率”的实验中,同学组装了如图所示的实验装置,并分别记录了钩码和弹簧测功机的位置。
(1)实验时,小明垂直向上拉动弹簧测力计,使挂钩升起,弹簧测力计读数为0.5N。 同时,肖强还用秤测量了钩码升起至10厘米的高度。 上述测量结果准确,其他实测物理量及计算数据均记录在表中: 吊钩代号重量 G/N 弹簧测功机举升高度 x/m 有用功 W 是/J 总功 W 总计/J 机械效率 η10.20.10 .1100% (2) 小明和小强计算得出滑轮组的机械效率为100%。 他们意识到有一个错误。 请帮助他们找出错误原因:。 (3)带轮组的实际机械效率为。 (4) 实验中,如果钩码重量增加到6N,滑轮组的机械效率会提高(选择“增加”、“变小”或“不变”)。 【答】(1)匀速; (2)绳索自由端移动的距离应为0.3m,不等于0.2m; (3)66.7%; (4)增加。 【分析】(1)小明进行实验时,应以匀速垂直向上拉动弹簧测力计。 此时,绳索的拉力等于测功机的指示。 (2)从图中滑轮组可以看出,滑轮组承重绳的有效股数n=3; 已知吊钩码上升高度h=0.1m,则测功机的移动距离为:s=nh=3×0.1m=0.3m,由表中实验数据可知,测功机移动距离为0.2m,测功机移动距离错误,导致滑轮组效率出现误差。 (3) 滑轮组机械效率:η=×100%=×100%=×100%≈66.7%。
(4)起吊钩码重量增加到6N,有用功增加,有用功占总功的比例增加,滑轮组的机械效率会增加。 2、为了探究影响滑轮组机械效率的因素,研究小组使用了如图所示的实验装置和如表所示的数据。 吊钩编号 重力(N) 起升高度(cm) 有用功(J) 拉力(N) 总功(J) 机械效率 11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.0301.742.5401.02.01.6063% (1) 请填写表格中未完成的三个空格。 (2)根据表中数据,学生A可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率逐渐增大(可选“增大”、“减小”或“不变”)。 请解释造成这种现象的原因。 (3)B同学进一步研究并测量出动滑轮的质量为100g。 根据表中数据可以得出总功始终大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:W总>W有+W轮,他推测还有其他因素影响机械效率。 (回答一个因数即可) (4)学生C计算出每组总功与有用功和克服动滑轮重力的功之差△W=W总-W有-W轮,通过比较第1组和第2组根据求和组的数据定滑轮的特点,发现重物的重力越大,差值△W(选择“较大”、“较小”或“不变”)。 请用你所学的知识来解释这一点。 【答】(1)如上表所示; (2) 增加; 动滑轮的重力保持不变。 随着钩码重力的增大,有用功占总功的比例增大,机械效率变大; (3)绳索重量、各种摩擦力; (4)4;越大,挂的钩子就越多,摩擦力就越大,额外的工作量就越大。
【分析】(1)根据表中数据,第三次实验的有用功为:W=Gh=2N×0.3m=0.6J; 有效绳段数为2。根据s=nh,绳子自由端移动的距离为s=2h=2×0.3m=0.6m,总功:=Fs=1.7N×0.6 m=1.02J; 机械效率:η==≈59%; 倍钩码 重力(N) 起升高度(cm) 有用功(J) 拉力(N) 总功(J) 机械效率 11.0400.41.10.8845% 21.5400.61.41.1254%32.0300.6 1.71.02 59% 42.5401 .02.01.6063% (2)表中数据纵向对比,钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率增大; 原因:动滑轮的重力不变,随着钩码重力的增大,有用功占总功的比例增大,机械效率变大。 (3)实验中,额外功是克服动滑轮重力所做的功和克服绳索重量和各种摩擦力所做的功之和,即绳索重量和各种摩擦力也会影响机械效率; (4)计算出各组总功与有用功和克服动滑轮重力的功之差△W=W总-W有-W轮,即克服动滑轮重量时绳索以及绳索与轮子之间的摩擦力,必须控制物体提升的高度。 相同,所以应比较第1、2、4组的数据; △W1=W共1_W有1_W轮=0.88J_0.4J_G轮h=0.48J_G轮h; △W2= W共有2个-W有2个-W轮=1.12J-0.6J-G轮h=0.52J-G轮h; △W3=W共有3个-W有3个-W轮=1.60J-1.0J-G轮h=0.6J-G轮h; 因此,重物的重力越大,差值△W越大。 原因是:钩子数量增多,摩擦力增大,额外功增加。
3. 图为智慧团队“测量滑轮组机械效率”的实验装置。 实测实验数据如表所示。 实验次数 物体重量 G/N 物体上升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 η110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3 (1) 实验过程中,垂直 将弹簧测力计垂直向上拉。 (2) 第三次实验中滑轮组的机械效率为 。 (3)从表中实验数据分析可以看出,对于相同的滑轮组和物体重量,滑轮组的机械效率更高。 (4)如果在第三个实验中,物体以0.1m/s的速度上升,则拉力F的功率为(5)创新团队还使用重量为1N、2N和4N的物体进行了三个实验。 测得的机械效率均大于智能组的测量值,这可能是创新组的测量值更大的原因。 (填写字母)A. 测量拉力时,弹簧测力计未调零,指针指向零刻度线下方 B.每拉动物体一次,弹簧测力计就向上加速 C.所用动滑轮重力比智组小【答案】(1)速度均匀、缓慢; (2)74.1%; (3) 较大; (4)0.54; (5)C.【分析】(1)实验过程中,应将弹簧测力计匀速垂直向上拉动,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示值; (2) 第三次实验组滑轮的机械效率为: η = ===≈74.1%; (3)从表中实验数据的纵向分析可以看出,对于相同的滑轮组,物体的重量越大,滑轮组的机械效率越高; (4) 若在第三次实验中,F=1.8N,物体上升绳索的速度为0.1m/s,则绳索自由端的速度为:v=3×0.1m/s=0.3 m/s,则拉力F的功率为:P===Fv=1.8N×0.3m/s=0.54 W; (5)A. 测量拉力时,弹簧测力计未调零,指针指向零刻度以下。 张力测量太大,机械效率变小,不符合问题的意思; B、每次拉动钩码时弹簧测功机向上加速,拉力变大,机械效率变小,不符合题意; C.使用的动滑轮重力比智能组小。 克服动滑轮所做的功减少了,减少了额外的功,提高了机械效率,符合题意; 因此,选择C。
4、在“测量滑轮组的机械效率”实验中,一组学生选择了如图所示的两个滑轮组进行多次实验。 记录的实验结果如下: 实验次数 钩码重量 G/N 钩码上升高度 H /cm 张力 F/N 绳端移动距离 S/cm 机械效率 10..5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100。 74053.6% (1) 根据表中数据,可以判断第一个实验选用的是(选择填写“A”或“B”)滑轮组。 (2)第一个实验中,拉动滑轮组时,弹簧测力计指示如图C所示,拉力F为; 本实验滑轮组的机械效率为(计算结果精确到0.1%)。 (3)机械效率是机械性能好坏的重要指标。 根据实际生产、生活,对实验数据分析表明,以下提高机械效率的措施并不可行(可选符号) A、增加被吊运物体的重量? B. 减轻机器自重 C. 给机器加润滑油? D、增加重物的举升高度【答案】(1)A; (2)匀速垂直向上; 0.4; 41.7%; (3)D; 【分析】(1)从表中第一个实验数据可以看出,钩码上升高度h=10cm,绳端移动的距离s=30cm,由s=nh,有效次数绳子的股数为n===3。 由图可见,滑轮组A的绳索有效股数为3股,滑轮组B的绳股有效股数为3股,有效股数为4股,故选择滑轮组A对于第一个实验; (2)实验时,必须以匀速垂直向上拉动弹簧测力计,这样指示才会稳定,读数就等于拉力的大小; 由图C可知,弹簧测力计分度值为0.2N,拉力F=0.4N,本实验滑轮组的机械效率η==×100%=×100%≈ 41.7%; (3)A. 从两组数据1、2或3、4可以看出,使用同一装置提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率就越大,因此A可行; B、从两组数据1、3或2、4可以看出,同一物体在不同状态下提升到相同高度时,机械重量越小,滑轮组的机械效率越大是,所以B可行; C.给机器添加润滑油,减少起吊重物时的额外工作。 根据η=×100%=×100%,可见滑轮组机械效率越大,故C可行; D、由eta====×100%可知,滑轮组的机械效率与物体的高度无关,因此D不可行。
5、图A是某研究组“测量滑轮组机械效率”的示意图。 用弹簧测功机垂直向上拉动绳子的自由端,将重4.5N的物体从位置A提升到位置A'。 与此同时,弹簧测力计从图中的B位置上升到B'位置。 在此过程中,弹簧测力计的示值如图B所示。请根据实验完成下列问题: (1) 举起物体的高度为cm,拉力为N,弹簧的机械效率滑轮组为 η = ; (2)如果在图A所示装置的基础上增加动滑轮定滑轮的特点,则改变对于图C所示的装置,如果提升相同的物体,滑轮组的机械效率(可选“变大”、“变小”) ”或“不变”)。 【答案】(1)5.0; 2;75%; (2)变小。 【分析】(1)测功机B位置匀速上升至B'位置。 测功机高度为:s=15.0cm。 从图中可以看出,有三段绳子拉动动滑轮,则物体的高度为:h=s=×15.0cm=5.0cm; 从图中可以看出,测功机的指示为2N; 动滑轮机械效率:η====75%; (3)如果基于图A的装置,当增加动滑轮时,有用功不变,克服动滑轮重力所做的额外功变大,因此机械效率变小。 6. 测量滑轮组的机械效率:如图所示的步骤是测量某滑轮组机械效率的实验装置。 ① 实验时,将弹簧测力计沿垂直方向缓慢均匀地拉动。 ②从表中数据分析可以看出,实验2是一个用图表来做的实验。
③实验3号的机械效率η=。 装置示意图表 实验序号 吊钩码重量 G/N 吊钩码上升高度 h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 η140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4 对比结论(填写实验序号)这两个实验数据得出这样的结论:同一个滑轮组提升重物时,物体的重量越大,滑轮组的机械效率越高。 通过对比2和3的实验数据可以得出,不同滑轮组提升相同重量时,动滑轮越重,讨论滑轮组的机械效率。 实验过程中,拉力时读数,弹簧测力计读数不稳定。 学生们认为应该静下心来读。 你认为他的想法(选择“正确”或“不正确”)是因为他没有考虑滑轮组对机械效率的影响。 【答案】②B; ③80%; 1, 2; 较低的; 不正确; 摩擦。 【分析】(1)②根据绳索自由端移动的距离s与提升物体高度h的关系,s=nh,故实验一中有效绳段数:n== =3; 实验2中有效绳段数:n===3; 从表中数据我们知道第一个实验中物体的重力为4N,第二个实验中物体的重力为8N。 因此,第一次实验用图A做,第二次实验用图B做。做了什么: ③第三次实验的机械效率:η3====×100%=80%; (2)根据控制变量法,探究滑轮组机械效率与物体重量之间的关系,需要控制绳段数量相同。 通过改变物体的重力,表中的两个实验1和2都满足要求。 由此可见,同一个滑轮组提升重物时,物体重量越大,滑轮组的机械效率越高。
对比实验2和实验3可以看出,采用不同滑轮组提升相同重量时,动滑轮数量越多,滑轮组的机械效率越低; (3) 弹簧测力计静止时读取数据。 ,因为绳索与滑轮之间的摩擦力不会被克服,所以测得的拉力太小。 她的想法是不正确的,因为她没有考虑摩擦力对滑轮组机械效率的影响。 7、课题组在“测量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)实验时应将弹簧测力计沿垂直方向缓慢拉动。 (2)组里有同学在实验过程中发现,弹簧测力计在拉动和读数时读数不稳定。 你觉得他的想法怎么样(选择“正确”或“不正确”),因为她没有考虑。 对滑轮组机械效率的影响。 (3)使用鼎图装置进行实验,得到表中第四个实验数据。 请完整填写表中的两项数据。 (4)通过比较两次实验数据,我们得出结论:使用同一滑轮组提升相同重量时,滑轮组的机械效率与绳段数(填写序号)无关。 (5)通过比较两次实验数据,得出结论:同一个滑轮组提升重物时,物体重量越大,滑轮组的机械效率越高。 (填写实验次数的序号) (6)通过比较3和4的实验数据,我们可以得出结论:。 试验次数 吊钩码重量 G/N 吊钩码上升高度 h/m 绳端张力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率 η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 【答】(1)匀速; (2) 不正确的; 摩擦; (3)0.4; 80%; (4) 1、2; (5) 2、3; (6)不同滑轮组举升相同重量时,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越高(或不同滑轮组举升相同重量时,动滑轮越重,机械效率越低)滑轮组的效率。
【分析】(1)实验时应将弹簧测力计沿垂直方向缓慢均匀地拉动,使测力计示值等于拉力; (2)当弹簧测功机静止时,读取数据,因为它不会克服车轮和轴,绳索和车轮之间的摩擦,因此测力计的指示太小了,他的想法不正确。 (3)在图D中,绳索段的有效数为n = 4,绳索端移动距离s = nh = 4×0.1m = 0.4m,滑轮块的机械效率:η=== 80 %; (4)绳索端的移动距离与对象高度之间的关系是s = nh,因此,与表中的数据结合在一起,可以看出实验1、2,2,2,和3分别为2、3和3; 结合挂钩代码的重力,可以看出实验1、2和3分别是用设备A,B和C进行的实验。 根据控制变量方法,在研究同一滑轮组的机械效率与绳索段数量之间的关系时,有必要控制起重物体的相同重力和相同数量的皮带轮,并且只能改变有效数量的绳索段,因此应比较1和2的实验数据; 通过比较1,2两个实验数据得出结论,当使用相同的皮带轮块来增加相同的重量时,皮带轮的机械效率与绳索段的数量无关。 (5)在研究机械效率和物体重量之间的关系时,当使用同一皮带轮块来提起重物时,有必要控制皮带轮的数量,绳索段数量相同,这是相同的仅改变对象的重力。 因此,通过比较2和3的实验数据,我们可以得出结论:当相同的皮带轮抬起重物时,物体的重量越大,滑轮集的机械效率就越高。 (6)通过比较3和4的实验数据,即图C和图D的相应设备,皮带轮组有所不同,但是举重的重量是相同的。 可移动皮带轮越重,机械效率越小。 因此,可以得出结论,不同的滑轮以相同的重量抬起,越轻的移动皮带轮越轻,滑轮块的机械效率就越高。 (当不同的滑轮套件举重相同的重量时,可移动皮带轮越重,皮带轮的机械效率越低)8。Xiao MA和Xiao Li设计的两个滑轮组,如图A和B所示,以提高相同的重量。 在讨论皮带轮套件的机械效率时,它们有差异。 小马(Xiao Ma)相信:“滑轮集A中的可移动皮带轮的数量很小,机械效率很低。” “高的”; 小李认为:“ B滑轮块更具劳动力,并且具有很高的机械效率。”
他们俩都无法说服对方,因此他们决定进行实验以验证他们的猜想是否正确。 (每个使用的皮带轮的重量是相同的,绳索和摩擦的重量被忽略)。 下表显示了它们在实验中获得的数据:(1)基于测量数据,请计算移动皮带轮的重力为N,而机械效率为; (2)可以说可以从计算结果确定它是正确的。 该实验表明,影响滑轮块机械效率的因素是。 由此可以看出,可用于提高皮带轮块机械效率的方法是。 (3)小米然后设计了另一个计划,如图C所示,与图A中的设备相比,您认为设备C的机械效率在举重相同的重量时(可选的“大于“大于”,“等于”或“等于”或“”)小于“”)设备的机械效率。 [答案](1)0.8; 83.3%; (2)小马; 移动皮带轮的数量; 尽可能减少移动皮带轮的数量; (3)等于。 [分析](1)设备A的有用工作:W有用= GH = 4N×0.1M = 0.4J; 总工作:w总计= fs = 1.6n×0.3m = 0.48J; 其他工作:w量= w总计﹣ w有用= 0.48J﹣0.4J = 0.08J; 根据w = g移动h,移动皮带轮的重力:g移动=== 0.8n; 设备A的机械效率A:η=×100%=×100%≈83.3%; (2)从表数据可以看出,在设备A和B中,A的拉力较大,移动皮带轮的数量较小,移动皮带轮的重力较小,额外的工作较小,较小,滑轮组的机械效率更高,因此小马的陈述是正确的。 该实验表明,影响滑轮块机械效率的因素是可移动皮带轮的数量。 尽可能减少可移动滑轮的数量可以提高皮带轮的机械效率; (3)从设备A和设备C中,可以看出绳索的有效链数相同,可移动皮带轮的数量相同,物体的重力相等,并且绳索的方式是伤口不同。 在这两个设备中,提起相同对象时完成的有用工作升至相同的高度相同。 可移动的皮带轮的数量和摩擦力的大小相同。 额外的工作是相等的,从ETA =×100%,可以看出两者的机械效率是相同的。