人教版八年級(jí)下學(xué)期物理 實(shí)驗(yàn)9 測(cè)量簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率

1、人教版八下物理 實(shí)驗(yàn)9 測(cè)量簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)用滑輪安裝了如圖甲、乙所示的滑輪組，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示。 實(shí)驗(yàn)鉤碼的鉤碼被提拉力繩端移機(jī)械次數(shù)重力升的高F/N動(dòng)的距效率G/N度h/m離s/m120.110.366.7%230.11.40.371.4%340.11.80.3420.11.50.266.7% (1) 使用圖甲的滑輪組實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該沿 方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；(2) 第 3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是用圖 （填“甲”或“乙”）所示的滑輪組測(cè)得的，其機(jī)械效率是 （結(jié)果精確到 0.1%）；(3) 通過(guò)分析第 1 、 2 、 3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同

2、一滑輪組提升重物時(shí)，鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越 （填“高”或“低”），通過(guò)分析第 兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用滑輪組提升相同的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)；(4) 同組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中邊拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)邊讀數(shù)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，該同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法 （填“合理”或“不合理”）；(5) 實(shí)驗(yàn)中多次改變提升鉤碼的重力來(lái)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，其目的是 （填字母序號(hào)）A. 減小摩擦力B. 多次測(cè)量求平均值C. 獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)谔骄俊靶泵娴臋C(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著同一物塊沿粗糙程度相同的斜面向上做勻速直線運(yùn)

3、動(dòng)。收集了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 斜面的物塊斜面拉力斜面機(jī)械次數(shù)傾斜重力高度F/N長(zhǎng)度效率程度G/Nh/ms/m1較緩50.22.4141.7%2較陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4% (1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向 移動(dòng)（填“左”或“右”）。分析表中的數(shù)據(jù)可得出：斜面越緩，越 力（填“省”或“費(fèi)”）。(2) 分析表格中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：在斜面粗糙程度相同時(shí)，斜面越陡，機(jī)械效率越 。若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)保持 不變。(3) 接著，該小組進(jìn)行了第 4 次實(shí)驗(yàn)，他們?cè)谛泵嫔箱伾厦薏?，使斜面變粗糙，保持斜面高和長(zhǎng)分別是 0.5m

4、和 1m，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 4N，則他們測(cè)得這種情況下斜面的機(jī)械效率為 ，物塊所受的摩擦力為 N。(4) 斜面在生產(chǎn)、生活中隨處可見，在盤山公路、鑷子、老虎鉗、汽車方向盤中，應(yīng)用了斜面的是 。用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率。(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)掛在 D 點(diǎn)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（不考慮摩擦）i 實(shí)驗(yàn)中，將兩個(gè)相同的鉤碼懸掛在 A 點(diǎn)，勻速將杠桿拉至圖中虛線位置，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 F，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為 m，鉤碼上升高度 h，彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離 s，則杠桿的機(jī)械效率 1= 。（用字母表示

5、）ii 若將三個(gè)相同的鉤碼懸掛在 A 點(diǎn)勻速提高時(shí)，該杠桿的機(jī)械效率為 2，則 2 1。（填“”）iii 將同一物體分別懸掛在 A 、 B 兩點(diǎn)，勻速使物體提高相同高度時(shí)的機(jī)械效率分別為 A 和 B，則 A B。（填“”）(2) 若將同一物體懸掛在 A 點(diǎn)，彈簧測(cè)力計(jì)分別掛在 C 點(diǎn)和 D 點(diǎn)時(shí)，豎直向上勻速使物體提高相同高度時(shí)的機(jī)械效率分別為 C 和 D，則 C D。（填“”）實(shí)驗(yàn)桌上有帶橫桿的鐵架臺(tái)、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩，另外還有鉤碼一盒，質(zhì)量不等的滑輪 2 個(gè)，滑輪的輪與軸之間的摩擦很小，可忽略不計(jì)。請(qǐng)選用上述實(shí)驗(yàn)器材證明：動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪所受重力有關(guān)。(1) 寫出實(shí)驗(yàn)步驟；

6、(2) 畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。答案1. 【答案】(1) 豎直向上(2) 甲；74.1% (3) 高；1 、 4 (4) 不合理(5) C【解析】(1) 使用圖甲的滑輪組實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該沿豎直向上方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。(2) 從表中數(shù)據(jù)可以看到，第 3 次實(shí)驗(yàn)時(shí)，繩端移動(dòng)的距離是鉤碼被提升高度的 3 倍，則承擔(dān)物重的繩子股數(shù) n=3，圖甲的滑輪組合適。第 3 次實(shí)驗(yàn)時(shí)，其所做的有用功 W有=Gh=4N0.1m=0.4J，其所做的總功 W總=Fs=1.8N0.3m=0.54J，其機(jī)械效率是 =W有W總100%=0.4J0.54J100%74.1%。(3) 通過(guò)分析第 1 、 2 、 3 次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可

7、知，都是使用同一滑輪組，隨著鉤碼重力的增加，機(jī)械效率也在變大，可得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升重物時(shí)，鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高?；喗M提升相同的重物，觀察表中數(shù)據(jù)可知，第 1 次和第 4 次的重物重力相同，滑輪組的機(jī)械效率也相同，再根據(jù)繩端移動(dòng)的距離和鉤碼被提升的高度關(guān)系可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)不同，通過(guò)分析第 1 和 4 兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用滑輪組提升相同的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)無(wú)關(guān)。(4) 在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀出數(shù)據(jù)，由于不會(huì)克服摩擦做功，所以測(cè)得的拉力偏小，這個(gè)想法是不正確的，沒有考慮到摩擦對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響。(5) 實(shí)驗(yàn)中多次改變提升鉤碼的重力來(lái)測(cè)量滑輪組的

8、機(jī)械效率，其目的是獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律。2. 【答案】(1) 左；省(2) 高；斜面傾斜程度(3) 62.5%；1.5 (4) 盤山公路【解析】(1) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向左移動(dòng)。分析表中“斜面的傾斜程度”與“拉力 F”這兩項(xiàng)，對(duì)比斜面傾斜程度與沿斜面拉力的變化情況可知，斜面越緩越省力。(2) 由表格中的數(shù)據(jù)可知，斜面越陡，機(jī)械效率越高。若要探究斜面機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法，即保持斜面的傾斜程度不變。(3) 有用功是 W有=Gh=5N0.5m=2.5J，總功是 W總=Fs=4N1m=4J，他們測(cè)得這種情況下斜面的機(jī)械效率為 =W有W總

9、100%=2.5J4J100%=62.5%，第 4 次實(shí)驗(yàn)中的額外功是 W額=W總W有=4J2.5J=1.5J，此過(guò)程中摩擦力做的功是額外功，由 W額=Ffs 得，摩擦力是 Ff=W額s=1.5J1m=1.5N。(4) 實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用斜面工作原理的實(shí)例有盤山公路、螺絲釘?shù)龋昏囎?、老虎鉗利用的是杠桿，汽車方向盤利用的是輪軸。3. 【答案】(1) i 2mghFs100% ii iii 1。iii 將同一物體由懸掛在 A 點(diǎn)變?yōu)?B 點(diǎn)時(shí)，阻力臂變大，由杠桿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例變大，即杠桿的機(jī)械效率變大，AB。(2) 若將同一物體懸掛在 A 點(diǎn)，彈簧測(cè)力計(jì)分別掛在 C 點(diǎn)和 D 點(diǎn)時(shí)，豎直向上勻速使物體提高相同高度時(shí)，所做的有用功相同，額外功也相同，故總功相同，根據(jù)機(jī)械效率公式知，機(jī)械效率相同，即 C=D。4. 【答案】(1) 實(shí)驗(yàn)步驟：將彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零，按示意圖組裝實(shí)驗(yàn)器材。用調(diào)好的彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出一個(gè)鉤碼、一個(gè)動(dòng)滑輪所受的重力，分別用 G 、 G動(dòng) 表示。如圖所示組裝實(shí)驗(yàn)器材，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速拉繩子自由端，繩子自由端所受拉力用 F 表示，繩子自由端移動(dòng)的距離用 s 表示，鉤碼上升的高度用 h 表示。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出 F，用刻度尺分別測(cè)出 s 、 h，并把測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格