專題10 斜面、杠桿、滑輪組的機械效率（原卷版）

專題10\o"實驗題13斜面、杠桿、滑輪組的機械效率-2022年中考物理二輪題型專項復習（全國通用）"斜面、杠桿、滑輪組的機械效率【知識儲備】測量滑輪組的機械效率:1.在實驗中,彈簧測力計拉力的測量應該在工作過程中進行。在測量中,彈簧測力計應豎直向上勻速拉動。必須在拉動中讀數。為順利完成實驗,同一實驗組的同學要分工合作。2.鉤碼上升高度的測量,可先量出鉤碼到桌面(或鐵架座面)的距離h1,向上勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高后,再量出鉤碼到桌面(或鐵架面)的距離h2那么h2-h1就是鉤碼升高的高度h。為了測量和計算方便,鉤碼前后的高度h1、h2最好是整數。3.彈簧測力計通過距離的測量,可以仿照測量鉤碼提升高度h的方法進行,或者事先在細繩與動滑輪(或定滑輪)相切處做個帶色的記號,再拉彈簧測力計,量出記號到細繩與動滑輪(或定滑輪)相切處的距離,這就是彈簧測力計通過的距離s。4.在實驗中要求嚴肅認真,實事求是地記錄測得的數據,不能湊數。實驗結束,要整理儀器,并放回原處。學生分組實驗,完成實驗記錄并分析數據?！緦ｎ}突破】1．如圖，小明在做探究影響杠桿機械效率因素實驗時，發(fā)現把同一鉤碼放在A點，彈簧測力計示數??；放在B點，彈簧測力計示數大。對此，小明猜想：“同一杠桿，同一物體在杠桿上的懸掛點離支點越近，機械效率越高?！闭堅O計實驗驗證其猜想。（1）除圖中所示的器材以外，還需要的實驗器材有。（2）畫出記錄實驗數據的表格。（3）寫出實驗步驟（可用畫圖或文字表述）和判斷小明猜想是否正確的依據。2．某同學利用如圖所示的裝置探究滑輪組機械效率與哪些因素有關，他猜想滑輪組的機械效率可能與鉤碼重力、動滑輪重力、滑輪的輪與軸之間的摩擦有關。（1）實驗器材除了圖中所示外，還需要。（2）組裝好滑輪組后他勻速豎直向上拉彈簧測力計并在運動中讀數，記錄數據如表。表中a＝，b＝（結果保留到1%）。鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩子自由端所受拉力F/N繩子自由端移動距離s/m機械效率η/%60.2a0.6b（3）實驗過程中測力計應該勻速豎直向上拉，如果使物體加速運動，則測得的滑輪組的機械效率將（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（4）學習小組改變提起鉤碼重力又做了兩次實驗，他們這樣做可以探究“同一滑輪組，機械效率與是否有關?！贝颂骄啃璞３謩踊喼亓安蛔?。3．建筑工地上矗立的塔吊，是用電動機來帶動滑輪組提升重物的設備。如何提高滑輪組機械效率，節(jié)約電能呢？為此同學們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究，用到的裝置如圖所示，實驗數據記錄如表所示。實驗次數鉤碼重力G/N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η55.6%55.6%370.2%461.5%（1）實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計。（2）分析表中數據可知：第4次實驗是用圖所示裝置來完成的。（3）通過比較兩次實驗數據可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機械效率與重物上升高度無關。（4）通過比較1、3兩次實驗數據可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機械效率。（5）（多選）為提高滑輪組機械效率、節(jié)約電能，根據以上結論和生活經驗，你建議可采取的措施有。A.減輕動滑輪重B.增加所提物體重C.機械加潤滑油D.增加重物上升高度4．測量滑輪組機械效率的實驗中，先用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G，如圖甲所示，再按圖乙所示的連接方式組裝好滑輪組，并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置。（1）讀出圖甲中彈簧測力計的示數為N。（2）圖乙中，為了測量繩子自由端的拉力F，A同學認為應該在彈簧測力計靜止時讀數，B同學認為應該在緩慢勻速提升時讀數，正確的是（選填“A”或“B”）同學的方法。（3）按照正確的測量方法，測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關系為FG（選填“＞”“＜”或“＝”）。若彈簧測力計的示數為1N（不計繩重和摩擦），則滑輪組的機械效率為（結果保留至0.1%），若只增加鉤碼的重量，該滑輪組的機械效率將（選填“變大”“不變”或“變小”）。5．小明利用甲和丙的器材測量滑輪組的機械效率（忽略繩重和摩擦）：（1）當小明利用圖甲裝置進行實驗時，重物以0.1m/s的速度勻速上升，則彈簧測力計豎直向上移動的速度為m/s。（2）只改變動滑輪重力，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出如圖乙所示的圖像，分析圖像可知被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越。（3）分析圖像中的A點可知，被提升物體所受的重力為N。（4）當甲、丙滑輪組使用相同的動滑輪提升相同的重物時，甲滑輪組的機械效率丙滑輪組的機械效率。（選填“大于”“等于”或“小于”）6．某小組同學在用杠桿測定機械效率的實驗中。（一）小敏用如圖1所示的實驗裝置測定杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。（1）實驗中，測力計的示數F為N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m時，C點上升了30cm，則杠桿的機械效率為%。（2）實驗中若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機械效率的主要因素是。（3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至B，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（二）小王用如圖2所示的另一實驗裝置測量杠桿的機械效率。O為杠桿的轉軸，不計摩擦。實驗時，給B端施加豎直向下的力，使掛在杠桿A端的鉤碼緩緩上升。（圖中杠桿為質量分布均勻的直棒）下表是提升物體時采集到的數據：實驗序號物重G（N）拉力（N）A端上升的高度h/mB端下降的高度s/m杠桿的效率1250.040.0280%2490.040.0289%3250.060.0380%46150.040.0.292%（1）由三組實驗，可以初步得出的結論：相同的杠桿，提升的物體越重效率越高。（2）該實驗中杠桿的效率總小于100%的原因是杠桿有自重，分析實驗數據可知道杠桿的自重為N。7．在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小華用同一滑輪組提升不同的物體，如圖甲、乙所示。實驗數據記錄如下表：試驗次數物體重力/N提升高度/m拉力/N繩端移動的距離/m機械效率/?130.12.00.350%260.1①0.3②（1）圖乙中是第二次實驗中彈簧測力計的示數，表格中②處的數據應為；（2）分析數據可初步得出結論：同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越（選填“大”或“小”）；（3）小華改變動滑輪的重力，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出機械效率和動滑輪重的關系圖像如圖丙。如果忽略繩重和摩擦，分析圖像中的A點可知，被提升物體所受的重力為N。8．圖甲是老李用輪椅推著他老母親在無障礙通道上緩緩行走，圖乙是該通道斜面示意圖。為了解老李推輪椅所用力的大小，小華進行了探究。她從斜面底端A點沿斜面確定了相距1m處的B點，并測出B點距離地面的高度為9.00cm。（g取10N/kg）（1）選用車輪與輪椅相同材質、花紋的小車為研究對象，進行了如下操作：①測出小車重為2.0N，小車在斜面上時，其所受重力的示意圖是（填“丁”或“戊”）圖。②將彈簧測力計校零后沿斜面方向勻速拉動小車，如圖乙所示，測力計示數為N；③將小車從水平地面提升到B點過程中斜面的機械效率為。（2）在小車上逐漸添加重物，測出小車的總重G，測出沿斜面勻速拉動小車需要的力，計算出拉小車從A點到B點所做的功W1；計算出豎直向上將小車從水平地面提升到B點所做的功W2。以功為縱坐標、小車總重為橫坐標，建立坐標系，作出W1、W2與G的關系圖像如圖丙中的線段a和b。①由丙圖知：用該通道斜面提升物體時的機械效率與物重（填“有”或“無”）關。②若這位母親的質量為50kg，所坐的輪椅質量為20kg，則老李用沿著通道斜面方向的力推輪椅勻速上坡時，力的大小為N。9．如圖1所示，把物體甲從A點豎直向上勻速提升至高度為H的B點，繩的拉力為F1；用平行于斜面的拉力F2把物體甲沿斜面從C點勻速拉至與B點等高的D點，物體甲移動距離為s。（1）在此過程中斜面的機械效率η＝（用題目中的字母表示）。小明在實驗中，提出了關于斜面的機械效率與斜面傾角大小關系的猜想：斜面傾角越大，沿斜面把同一物體拉升至同一高度時，機械效率越高。請設計實驗驗證小明的猜想。（2）除了圖2中的器材，還需要什么測量工具：。（3）請寫出實驗步驟（可畫圖或文字表述）：。10．小金和小明在探究“影響滑輪組機械效率的因素”時，提出了如下猜想：猜想一：滑輪組機械效率與被提升物體所受的重力有關；猜想二：滑輪組機械效率與動滑輪所受的重力有關。為了驗證猜想，準備的器材如下：兩個相同的滑輪、一根細繩、鉤碼若干、刻度尺和彈簧測力計。小金把兩個滑輪分別作為定滑輪和動滑輪組裝成滑輪組，用該滑輪組提升不同數量的鉤碼進行了三次實驗，數據如表所示：實驗次數鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率η12.00.11.00.366.7%24.074.1%36.0請你解答如下問題：（1）表中第3次實驗時滑輪組的機械效率為。根據表中數據在圖中畫出該滑輪組的繞線方式。（2）分析表中數據可知：用同一滑輪組提升不同的物體，物體越重，滑輪組的機械效率。（選填“越