滬科版八年級物理下冊同步練習第十章機械和人10.5機械效率實驗題練習有答案有解析

1、10.5 機械效率 實驗題練習 有答案 有解析 共10題1.用圖示裝置探究“斜面機械效率”，實驗記錄如下表通成班物體即類物電G/N斜面高k'cm沿斜面的扣力小的面匚MCE機同業(yè)率ri書木城4151.19060.62小車415%(1)沿斜面拉動物體時，應使其做 運動.(2)根據(jù)圖示測力計的示數(shù)，拉力為 N,可知第2次實驗的機械效率為%.由實驗可得初步結論： 斜面傾斜程度相同時， 越小，機械效率越大(3)第1次實驗中，木塊所受摩擦力為 N.2 .小紅同學用如圖甲所示的裝置“測量滑輪組機械效率”實驗中,(1)實驗時應沿 勻速拉動彈簧測力計。(2)請算出第2次實驗時的機械效率，并填入表格中 實

2、驗次數(shù)麗日G/N構碼k升麻戈 h/m測力甘小數(shù)F/N繩移動距離s/m機械效率H嚶1401.80374J260.12.40.33耳0.12.90392.0(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)可知小紅在探究(4)第次實驗時，若鉤碼上升的速度為0.05m/s ,則拉力F的功率為 W(5)小明在該實驗的基礎上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖乙所示。當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率 (選 填“相同”或“不相同”)。3.某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示， 實驗裝置如圖所示.甲 乙 丙 丁(1)實驗中應沿豎直方向 緩慢拉動彈簧測力計.(2)小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程

3、中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)，你認為他的想法 (選填“正確”或“不正確”)，因為他沒有考慮到 對滑輪組機械效率的影響.(3)用丁圖裝置進行實驗，得出表中第 4次實驗數(shù)據(jù)，請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整.實驗次數(shù)鉤碼重量GN鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率Y140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5(4)通過比較 兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(填實驗次數(shù)的序號)(5)通過比較 兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論： 同一滑輪 組提升重物時，物重越大, 滑輪組

4、的機械效率越高.(填實驗次數(shù)的序號)(6)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結論： 4 .某班同學在“探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關”時，他們猜想滑輪組的機械效率可能與動滑輪的個數(shù)、物重和物體上升的高度等因素有關，各小組利用如圖所示的裝置進行驗證，楊陽那組得到的實驗數(shù)據(jù)如表：變臉次數(shù)物也物體上升的高度(1TI)拉力(N)繩自由端移動的距圖(m)機械牧率(%)110.10.60.2210.10.4也462.5320J0,65765)-410.20.6-U.4K33(1)比較第1、2次實驗數(shù)據(jù)得出：用不同的滑輪組提升相同的物體， 動滑輪個數(shù)越多, ;比較第2、3次實驗數(shù)據(jù)得出：同一個滑輪組，提升

5、的物體越重，比較第1、4實驗數(shù)據(jù)得出：同一個滑輪組的機械效率與物體上升的高度 (2)在測拉力時，某同學覺得很難使測力計做勻速直線運動，不便于讀數(shù)，就讓彈簧測力計處于靜止狀態(tài)時才讀數(shù)，該同學的讀數(shù)與實際相比 (選填“偏大”、“偏 小”或“不變”),測得機械效率 (選填“偏高”、“偏低”或“不變”)，說明滑 輪組的機械效率還與 有關.(3)有兩個組所用的動滑輪重量相同，提升的物體也相同，測的機械效率卻不同，原 因可能是繩子滑輪或滑輪軸之間的 不同，影響了測量結果.所以，我們在生活 中經常給各種機械加潤滑油，是為了 它的機械效率.5 .小馬和小李設計了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來提升同一重物，在討論滑

6、輪組機械效率時兩人產生了分歧，小馬認為：“甲滑輪組的動滑輪個數(shù)少，機械效率高”；小李卻 認為：“乙滑輪組更省力，機械效率高”。兩人誰也說服不了誰，于是決定進行實驗來驗 證自己的猜想是否正確。料夏量清檢筵裝費甲裝式乙4一西科上升高度hm010.1繩弗拉力F，N1.61.4繩端移動距喜sm二 30.40植效聿期7).4%(所用每個滑輪的重相同，繩重和摩擦忽略不計)，他們在實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示：(1)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，請計算一個動滑輪的重力是 N,甲滑輪組的機械效率是；(2)由計結果可以確定 的說法是正確的，這個實驗說明了影響滑輪組機械效率的因素是 ,由此可知，可采用 的方法來提高滑輪組的機械效率

7、。(3)隨后小馬又設計了一個方案，如圖丙所示，你認為和圖甲裝置對比，在提升同一重物時，裝置丙的機械效率 (選填“大于” “等于”或“小于”)裝置的機械效 率。6 .下面是小明和小紅的“測量滑輪組的機械效率”實驗報告，實驗名稱：測量滑輪組的機械效率實驗步驟：(1)觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和 。(2)如圖所示，測量物體 G所受的重力為 。(3)如圖所示，實驗過程中，拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值，用 測出的物體G上升的高度h和彈簧測力計移動的距離 s,將數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),可以知道他們選用的滑輪組是 （選填甲”或“乙”）（4）僅改變重物 G上升的高度，重復上面的實驗，記錄并計算

8、實驗數(shù)據(jù)實驗記錄：物物伸直量同上升高度hem拉力FX強蓄測而移機動的距離t-ctn機械就率T1L5 001 SC?0085 2%2L7721.00S6 6%110.0053 >0017 J5%實驗結論：滑輪組的機械效率與所提升物體的高度有關。實驗討論與交流小明和小紅的實驗結論： （選填“科學”或“不科學”），請說明你的理由 。小明認為提升的物重會影響該滑輪組的機械效率，建議進一步探究：改變 ,重復實驗（3）步驟，計算出機械效率進行比較分析。國1X27 .如圖所示為測定動滑輪機械效率的示意圖.用彈簧測力計拉動繩子自由端，將質量為200g的鉤碼從A位置勻速提升至 B位置，同時彈簧測力計從圖中

9、的A位置勻速豎直上升至B'位置，在此過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F,彈簧測力計的示數(shù)如圖所示.請根據(jù)所做實驗進行分析（g=10N/kg）:(1)彈簧測力計的示數(shù)為 N,拉力F所做的功為 J.(2)動滑輪的機械效率約為 .(結果保留一位小數(shù))8 .用如圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升.(1)實驗中，將杠桿從實線位置勻速拉至圖中虛線位置，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示為,彈簧測力計上升的距離為0.3m,鉤碼總重為1.0N,鉤碼上升的高度為0.1m,則杠桿的機械效率為 %.(2)若不計摩擦，由(1)中所給數(shù)據(jù)算出杠桿自重為 ;

10、若僅將鉤碼由A點移至B點，彈簧測力計豎直上提的過程中示數(shù)Fb Fa,鉤碼勻速上升的高度為0.1m.則杠桿的機械效率的機械效率Y B刀A,理由是9 .圖甲是某學習小組“測量滑輪組的機械效率”的示意圖。用彈簧測力計豎直向上拉動繩子自由端，將重為 4.5N的物體從A位置提升到A位置，同時彈簧測力計從圖中 的B位置上升到B'位置，在這個過程中，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示。請你根據(jù)他 們做的實驗完成下列問題：用乙丙(1)物體提升的高度是 cm,拉力是 N,該滑輪組的機械效率刀=提升同一物體,(2)若在圖甲裝置的基礎上， 增加一個動滑輪，改為圖丙所示的裝置,則滑輪組的機械效率 (選填“變大”、“變

11、小”或“不變”)。10 .小明在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示， 實驗中每個鉤碼重 2N,測得的數(shù)據(jù)如下表.實這先置內硬總至3K向室上升的高度hm小功才示散FQi沌力計移耽距啕Rm機財事n140J132512 4 3婦拓35.12Aa.333%440.11.40.5q40.21小57%*I(1)在實驗中，測繩端拉力 F時，應盡量豎直向上 拉動彈簧測力計且在拉動過程 中計數(shù).(2)第1次實驗測得機械效率為.(結果保留兩位有效數(shù)字)(3)分析表中數(shù)據(jù)可知：第 4次實驗是用 圖做的.(選填“ a”、"b”或“ c”)(4)分析第1、2次實驗數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組， 可以提高

12、滑輪組的機械效率；分析第1、4次實驗數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動滑輪個數(shù) 越多(既動滑輪總重越重)，滑輪組的機械效率 .(5)分析第4、5次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度參考答案1 .勻速直線 0.7 95.2摩擦力 0.43【解析】【分析】(1)從實驗操作方便的角度考慮，要測量沿斜面的拉力，就要讓木塊做勻速直線運動，因為只有這樣，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，測量才夠準確；(2)彈簧測力計讀數(shù)時首先認清量程<，、，» 小一八 W Gh ，和分度值，然后再根據(jù)指針位置讀出拉力本數(shù)；然后根據(jù)刀=求出機械效率；比W巧Fs心、較兩次機械效率的大小即可判斷；

13、(3)先根據(jù) Wr = Gh和 W、= Fs分別求出有用功和總功，W然后根據(jù) Ws=We-W有求出額外功，克服摩擦力做功就是額外功，利用f=求出摩擦力.s(1)沿斜面拉動物體時，為使彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)，所以應盡量使物體做勻速直線運動;(2)由圖可知：彈簧測力計的分度值為0.1 N,示數(shù)為0.7 N,則斜面的機械效率Y=W Gh 4N 0.15m=95.2%,W息Fs 0.7N 0.9m比較兩次的機械效率可知，第 2次機械效率大，斜面的傾斜程度相同，小車所受的摩擦力小,由此可得結論:斜面傾斜程度相同時，摩擦力越小,機械效率越大;貼=Gk4NX 0.15 m 0.6 J,Wfc = W

14、-W=0.99 J-0.6 J = 0.39 J,(3)由第1次實驗的數(shù)據(jù)可知，沿斜面拉木塊做的有用功拉力做的總功 Wi=Fs=1.1 NX 0.9 m 0.99 J,則額外功由Wfo= fs得,木塊所受摩擦力f = % = 039J= 0.43 N.s 0.9m2.豎直方向見解析所示探究滑輪組機械效率與被提升物體重力關系0.36相同【解析】【分析】(1)測機械效率的試驗中： 當勻速豎直向上拉動彈簧測力計時，受力平衡，拉力大小不變,彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定；(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)，分別計算有用功和總功，再根據(jù)機械效率公式計算；(3)分析表格數(shù)據(jù)，由控制變量法，找到相同的量和不同量，從而確定探究目的。(

15、4)根據(jù)P Fv算出拉力F的功率；(5)甲乙兩圖可以看出繩子的股數(shù)不同，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動滑輪所做的功，據(jù)此判斷機械效率的大小情況?！驹斀狻?1)實驗中應該豎直勻速向上拉動彈簧測力計此時受力平衡，以保證拉力大小恒定；(2)由表格第2次實驗數(shù)據(jù)可得，拉力做的總功為：W總 Fs 2.4N 0.3m 0.72J ,拉力做的有用功為：W有用 Gh 6N 0.1m 0.6J,Wt 用0.6J滑輪組機械效率為： 100% 83.3%；W總0.72J(3)由表格中數(shù)據(jù)可以看出，3次實驗中鉤碼上升的高度都相同，用的同一滑輪組提起不同重量的物體，所以是探究滑輪組機械效率與被提升物體重力關系的。

16、(4)圖甲中的滑輪組由 3段繩子承擔物重，即 n 3；所以s 3h,vf 3v物體 3 0.05m/s 0.15m/s。根據(jù)P Fv得，拉力F的功率為：P Fv 2.4N 0.15m/s 0.36W;答案第2頁，總9頁(5)當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也相同，因此總功相同，則它們的機械效率相同，或根據(jù)W有用GhG G動h可知，機械效率相同。3.勻速 不正確 摩擦力 0.4 80% 1、2 2 、3不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重，機械效率越小(1)1實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使物體勻速升高，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài), 測力計

17、示數(shù)才等于拉力大??；(2)23 小組同學發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應該靜止讀數(shù)，他的想法不正確，因為她沒有考慮到繩子與輪之間的摩擦對滑輪組機械效率的影響，導致測力計示數(shù)偏?。?由圖丁知，繩子的有效段數(shù)n=4,在第4次實驗中，繩端移動的距離 ：s=4h=4X 0.1m=0.4m;5第4次實驗測得的機械效率為：Gh 8N 0.1m=W息 Fs 2.5N 0.4mX 100%=80%(4)6根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高的高度的關系：s=nh,在實驗1、2、3、4中, 繩子的有效段數(shù) 分別為2、3、3、4,即分別是用甲乙丙丁裝置做的實驗；通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結

18、論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關；（5）7 通過比較2、 3 兩次實驗數(shù)據(jù)得出結論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高（6）8 通過比較3、 4 兩次實驗數(shù)據(jù)可知，提升相同的物體，丁圖中要克服兩個動滑輪做額外功，丙圖中要克服一個動滑輪做額外功，丁圖中的裝置機械效率低，故可得出結論：提升物重相同的物體，使用滑輪組的動滑輪越重，機械效率越低。4機械效率越低機械效率越高無關偏小偏高摩擦力摩擦力提高【解析】【詳解】（ 1 ）比較第1、 2 次實驗數(shù)據(jù)得出：用不同的滑輪組提升相同的物體，動滑輪的個數(shù)越多，其機械效率越低；比較第2、 3 次實驗數(shù)據(jù)得出：同

19、一個滑輪組，提升的物體越重，它的機械效率越高；比較第1 、 4 次實驗數(shù)據(jù)可知，兩次實驗時的效率相同，因此同一個滑輪組的機械效率與物體上升的高度無關；（ 2）要正確測量拉力，所以彈簧測力計需要做勻速運動。而當彈簧測力計靜止讀數(shù)時，便不會存在摩擦力對拉力的影響，所以所測拉力偏小，機械效率偏高；說明滑輪組的機械效率還與摩擦力有關；（ 3）兩個小組所用的動滑輪重量相同，提升的物體也相同，測得的機械效率卻不同，原因可能是繩子與滑輪或滑輪軸之間的摩擦力不同，影響了測量結果；所以，我們在生活中經常給各種機械加潤滑油，是為了減小摩擦，提高機械效率?！军c睛】涉及機械效率的問題時，關鍵是要清楚總功、有用功、額外

20、功都在哪，特別要清楚額外功是對誰做的功，再進一步理解提高機械效率的方法。5. 0.883.3% 小馬動滑輪的個數(shù)盡可能的減小動滑輪的個數(shù)等于答案第 4 頁，總 9 頁【解析】【詳解】(1)利用甲裝置做的有用功是：W用=GH4NX 0.1m=0.4J ;總功是：W=Fs=1.6N X 0.3m=0.48J ；額外功是： W=Wfe-Wi =0.48J-0.4J=0.08J;又因為 Wk=6動h,所以，動滑輪的重力是：G動=W/h=0.08J/0.1m=0.8N ;裝置甲的機械效率是： t='用/ W總X 100%=0.4J/0.48J X 100妹83.3%(2)由計算結果知道，甲滑輪組

21、的機械效率較高，故小馬的說法正確；這個實驗說明了影 響滑輪組機械效率的因素有動滑輪的個數(shù)，盡可能的減小動滑輪的個數(shù)可以提高滑輪組的機械效率；(3)比較甲裝置和丙裝置知道，繩子的有效股數(shù)相同、動滑輪的個數(shù)相同、物體的重力相 等，繩子的纏繞方式不同，兩裝置中，提升相同的物體上升相同的高度時所做的有用功相同， 動滑輪的個數(shù)相同，繩重和摩擦忽略不計，所以，額外功相等，由刀=此用/W總x 100哪口道兩者的機械效率應相同?！军c睛】本題考查的是測量滑輪組機械效率的實驗， 考查了滑輪組機械效率的計算和由實驗數(shù)據(jù)分析 得出結論、分析實驗裝置進行合理的猜想及驗證， 解題的關鍵是分析好三個實驗裝置的特點。6. 分

22、度值4.6N刻度尺乙不科學根據(jù)刀1*100%,滑輪組的機械效率與所提升物體的高度無關提升物體的重力【解析】【詳解】(1)使用測量計前，應先觀察彈簧測力計的量程、零刻度線和分度值。(2)如圖1所示，測力計分度值為 0.2N,測量物體G所受的重力為4.6N;(3)如圖2所示，實驗過程中，拉動彈簧測力計并讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測出的物體G上升的高度h和彈簧測力計移動的距離 s;根據(jù)繩子自由端移動的距離與物體升高高度的關系可知，繩子的有效段數(shù)？?=?= 1500cm = 3,?5.00cm可以知道他們選用的滑輪組是乙；?/甲CCCC CC（4）滑輪組的機械效率：？?=/= e= 2? = M 故滑

23、輪組的機械效率與所提升物體?日? ? 3?后、的高度無關；而小明和小紅的實驗結論：滑輪組的機械效率與所提升物體的重力有關，是不科學的；要探究物重會影響該滑輪組的機械效率，根據(jù)控制變量的思路，需要改變提升物體的重力，重復實驗（3）步驟，計算出機械效率進行比較分析?！军c睛】?注意理解機械效率的意義，涉及機械效率的相關計算，牢記效率的兩個思路：一是？?="=?總? _ ? 一曰？= ?有用 _?_?訴二赤? 一正.一元=（?+?“）？ = ?+?；07. 1.2 0.24 83.3%【解析】【詳解】（1）12如圖彈簧測力計的分度值為0.2N,示數(shù)為1.2N;測力由25.0cm上升到45.0

24、cm ,所以拉力F所做的功為：W總Fs 1.2N 0,2m 0.24J ；（2） 3物體的重為：G mg 0,2kg 10N/kg 2N鉤碼由0.0cm上升到10.0cm,所以對鉤碼做的功為：W有用 Gh 2N 0,1m 0,2J ；答案第7頁，總9頁動滑輪的機械效率約為:叫用=0.2JW息-0.24J100%=83.3%.【點睛】涉及機械效率的問題時，關鍵是要清楚總功、有用功、額外功都在哪，特別要清楚額外功是 對誰做的功，弄清楚這些功后，求效率就顯得簡單了.8. 0.5N 66.7 0.5N杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此有用功占總功的比值變大，即杠桿的機械效率變大【解析】【分析】對彈簧

25、測力計進行讀數(shù)時，需看清彈簧測力計的分度值，然后根據(jù)指針位置進行讀數(shù).在實 驗中，彈簧測力計向上拉力做的功是總功，克服鉤碼重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠，一、一一一 W桿自重做的功是額外功；杠桿的機械效率可以根據(jù)公式Y=三十來計算.將同一物體由懸掛W總的A點變?yōu)锽點時，物體的力臂變大，由杠杠的平衡條件可知拉力F變大；杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此有用功占總功的比值變大，即杠桿的機械效率變大.【詳解】(1)由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.1N,所以它的示數(shù)是0.5N.在實驗過程中，有用功是： Wi=Gh=1NK 0.1m=0.1J 總功是： W總=Fs=0.5N X 0.3m=0.1

26、5JW0 1J所以杠桿的機械效率是：=100%=100% =66.7%W總0.15J(2)利用杠桿提升重物時，克服摩擦以及杠桿自重做的功是額外功，此題不考慮摩擦.則杠桿自重做的功是額外功.即W額 G桿h,W額 W總 W有0.15J -0.1J 0.05J,所以桿自重G桿 005J 0.5N. (3)將同一物體由懸掛的 A點變?yōu)锽點時，物體的力h 0.1m臂變大，由杠杠的平衡條件可知拉力F變大；杠桿提升的高度減小，額外功減小，因此有用功占總功的比值變大，即杠桿的機械效率變大.9. 5.0275%變小【解析】(1)如圖刻度尺的單位是 cm,分度值為1cm, A'的位置對應的刻度為 0刻度上面第5格, 所以物體提升的高度 h是5.0cm ,拉力移動的距離為：？?= 30.0cm - 15.0cm = 15.0cm ;如圖測力計的分度值為 0.2N,拉力是2N;該動滑輪的機械效率：?有 ？?？?4.5N?= ?7 = ?= 3?= 3X 2N 乂 100%=75% ；(2)若在圖甲裝置的基礎上，增加一個動滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，有用功不變，而滑輪的重增加，由于對滑輪做的功為額外功，所以額外功增大，則滑輪組的