【分析】系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小,所以竖直向上匀速拉动弹簧测力计;考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响,不应该静止拉动弹簧测力计,利用s=4h和机械效率的计算公式可求出,分析数据可得同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高,考虑摩擦对实验的影响.
8.【答案】(1)分度值(2)4.6N (3)匀速;刻度尺;乙(4)不科学;物重
【解析】【解答】(1)使用弹簧测力计前,观察测力计的量程、分度值和指针是否指向零刻度线;(2)根据图像,测力计的指针指向4N超过3格,示数为4.6N;(3)测量滑轮组的机械效率时,拉动测力计要匀速直线拉动,并利用刻度尺测量距离,根据表格中数据,拉力移动的距离是物体上升高度是3倍,说明滑轮组有3股绳,实验时选用了乙图;(4)由于测量过程中有误差,所以滑轮组的机械效率和物体上升高度无关,实验结论不科学,若探究物体重力对机械效率的影响,要改变物重再进行实验。 【分析】(1)使用测量仪器前,要观察量程、分度值和指针是否在零刻度线; (2)根据测力计指针位置读数测量力的大小;
(3)实验时要匀速直线拉动测力计,并利用刻度尺测量长度; (4)实验时有误差,要多次实验探究普遍规律。 9.【答案】(1)匀速;缓慢匀速提升 (2)83.3%
(3)解:如图所示:
(4)刻度尺;η=G/3F×100% (5)力的方向;相同
【解析】【解答】(1)由二力平衡的条件可知,只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等.
在缓慢提升物体时,还需克服机械摩擦做功,所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率,所以需在缓慢匀速提升时读数;(2)效率η=
;(3)由表格中数据可
知,绳端移动距离是物体上升高度的3倍,所以此滑轮组由3段绳子承担物重.故绕线如图:
;(4)由于此滑轮组由3段绳子承担物重,则η= ,所以,去掉的器
材是刻度尺,少测哪两个数据为物体提高的高度h和绳自由端拉动距离s.(5)①由于定滑轮不能省力,只能改为力的方向,故增加一个定滑轮目的是为了改变施力方向;②忽略绳重与摩擦,提升重物时,要克服动滑轮做额外功,由两图示滑轮组可知,两滑轮组的动滑轮相同;所以当这两位同学使用各自的滑轮组
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提升相同的重物时,克服动滑轮重力做的额外功相同,做的有用功相等,总功相等,则两滑轮组的效率相同.
【分析】此题是测量滑轮组的机械效率,其中考查了机械效率的计算及应用,同时还考查了影响滑轮组机械效率的因素,知道滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关,如果动滑轮重不变,物体越重,机械效率越高;如果物体重不变,动滑轮越重,机械效率越低. (1)实验时应沿竖直方向匀速拉动测力计. (2)根据效率公式
分析答题.
(3)根据s=nh判断滑轮组承重绳子的有效股数,然后画出滑轮组的绕法; (4)由
(5)①定滑轮不能省力,只能改为力的方向;
②计算滑轮组的机械效率时,若忽略绳重及摩擦,则额外功就是提升动滑轮所做的功,在有用功不变的情况下,即可判断机械效率的情况.
×100%判断去掉的实验器材和少测的实验数据.
10.【答案】(1)
(2)匀速(3)50.0(4)提升高度(5)提升物重(6)错误
【解析】【解答】由前4组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮绕起,绳子绕法如图所示:
实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值; 表格中编号①处数据应为
;
由表中第1、2组数据可知,同一滑轮组的机械效率与提升高度无关; 由表中第3、4组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和提升物重无关; 有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”.分析表中数据知道是错误的。
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【分析】通过机械效率计算公式化简后为没有省功的机械,只有省力的机械。 11.【答案】(1)66.7%;乙 (2)增加物重;0.1 (3)错误
,从公式中可看出滑轮组机械效率与物体上升高度无关;
【解析】【解答】解:(1)第4次实验的机械效率:η= s=nh可得,n= =
= = ×100%≈66.7%;由
=2,而图乙中提升物体绳子条数为2,故选择装置乙(2)比较第1、2、3次实
验数据可知,对于同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高,因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率;
根据第1次实验数据可知,W有=Gh=2N×0.1m=0.2J; W总=Fs=1N×0.3m=0.3J;
由W总=W有+W额可得,W额=W总﹣W有=0.3J﹣0.2J=0.1J;(3)使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时,越省力的滑轮组其机械效率越大的说法是错误的;比较第1、4次实验数据可知,第1次比第4次省力,但两次的机械效率却相同.
故答案为:(1)66.7%;乙;(2)增加物重;0.1;(3)错误. 【分析】(1)根据η=
=
求出第4次实验的机械效率;然后根据s=nh求出提升物体绳子的条数,
从而确定滑轮组的装置;(2)比较第1、2、3次实验数据,钩码升高的距离相同,绳子自由端移动的距离相同,说明使用的是同一装置,所做的额外功相同,提起的重物不同,机械效率不同据此得出结论.先根据W有=Gh和W总=Fs求出有用功和总功,然后根据W总=W有+W额即可求出拉力所做的额外功;(3)比较1、4次实验数据进行分析,并得出相应的结论. 12.【答案】(1)匀速 (2)66.7
(3)1、2;提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大 【解析】【解答】解:(1)实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定,便于读数.(2)由表格第4次实验数据,机械效率大小为: η=
×100%=
×100%=
×100%≈66.7%;(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升
高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度,由表格数据可知,应比较1、2两次实验; 比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高; 根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh,
W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J, W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J,
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J; W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J, W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J,
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有用功增大了0.2J.
由此可知,有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大,即机械效率增大. 故答案为:(1)匀速;(2)66.7;(3)1、2;提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大.
【分析】(1)应竖直匀速拉动测力计,这样拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;(2)根据η= =
计算机械效率;(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改
变物体被提高高度;
由第3、4实验数据,找到不变量和改变的量,分析机械效率的影响因素;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较,从而分析提高机械效率办法. 13.【答案】(1)匀速;2.4;50 (2)C;所需拉力超过弹簧测力计的量程 (3)变大
【解析】【解答】解:(1)在提升过程中应使弹簧测力计竖直匀速上升; 由图2可知,弹簧测力计的示数是2.4N,滑轮组绳子自由端受到的拉力是2.4N; 由图1所示刻度尺可知,物体上升的高度h=10cm=0.1m, 有用功W有用=Gh=3.6N×0.1m=0.36J, 由图1所示可知,滑轮组承重绳子的股数n=3, 绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m, 拉力做的总功W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J; 滑轮组的机械效率η=×100%=
×100%=50%。(2)由图1所示弹簧测力计可知,弹簧测力计的量程是0~5N, ∵绳子的拉力F=
,
∴G动滑轮=nF﹣G物体=3×2.4N﹣3.6N=3.6N, 当物体重力是12N时, 拉力:F′=
=
=5.2N>5N,
超出弹簧测力计的量程,因此不能用该弹簧测力计测重物C。(3)忽略绳重及一切摩擦时, 拉力F=
,
绳子移动的距离s=nh, 拉力总功: W总=Fs=×nh=(G物体+G动滑轮)h, 滑轮组的效率:
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η====,
由此可见:同一滑轮组的机械效率随着物重的增加而变大。
故答案为:(1)匀速;2.4;50;(2)C;所需拉力超过弹簧测力计的量程;(3)变大
【分析】(1)实验时,应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动,由图示弹簧测力计的分度值读出示数,利用s=nh求出物体上升的距离,由功的公式W=Fs求出有用功及总功,然后由效率公式η=效率.
(2)由图示弹簧测力计确定弹簧测力计的量程,然后根据滑轮组拉力公式F=出弹簧测力计的拉力,根据拉力不能超过弹簧测力计的量程分析答题. (3)根据效率公式η=
=
=
=
进求
×100%求出
行分析,可以得出滑轮组的机械效率随着物重的增加而变化的关系. 14.【答案】(1)88.9% (2)匀速
(3)增加物重
(4)动滑轮;重绳与滑轮的摩擦
【解析】【解答】(1)第2次的机械效率为:
由图知,第3次实验弹簧测力计的分度值为0.2N,所以示数为2.2N. 因为滑轮组由3段绳子承担物重,所以绳端移动距离为:
;
;
故答案为:(2)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计.这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小.(3)分析实验可知,随着钩码重力的增加,同一滑轮组的机械效率不断增加,所以,使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率.(4)机械效率是有用功与总功的比.用滑轮组提起重物时,对重物做的功为有用功,克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功是额外功.总功是有用功和额外功的总和,所以动滑轮重、绳重、滑轮的摩擦都会影响机械效率的大小. 【分析】(1)利用
求得机械效率;结合弹簧测力计的分度值读出示数.
(2)实验时,应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小. (3)结合表格数据可知:使用同一滑轮组,增加物重|(有用功增大)可以提高滑轮组的机械效率. (4)要学会两组机械效率的因数还有动滑轮重、绳重、滑轮的摩擦等. 15.【答案】(1)A (2)0.3 (3)低 (4)3
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2020年中考物理实验复习必刷题13滑轮组机械效率的测量(含解析)
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