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  • 2021-11-12 发布

中考物理一轮专题教案:测滑轮组的机械效率

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‎ ‎ 测滑轮组的机械效率 ‎1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示,第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。‎ ‎(1)、请计算出后两次的机械效率,并填入表格中;‎ ‎(2)、比较1、2两次实验,可得的结论:_______________________________________‎ ‎(3)、比较2、3两次实验,可得的结论:_______________________________________‎ 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η /%‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.3‎ ‎74.1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.6‎ ‎0.3‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.5‎ ‎2、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,数据如下表:‎ ‎① 表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是______‎ ‎② 3次实验中滑轮组的机械效率是_______‎ ‎③ 本次实验得到的结论是:___________________________________‎ 实验 次数 ‎ 物重 G/N ‎ 物体上升的高度h/cm ‎ 测力计的示数F/N ‎ 测力计移动的距离s/cm ‎ ‎ 1‎ ‎ 6‎ ‎ 3‎ ‎ 2.5‎ ‎ 9‎ ‎ 2‎ ‎ 6‎ ‎ 5‎ ‎ 2.5‎ ‎ 18‎ ‎ 3‎ ‎ 6‎ ‎ 8‎ ‎ 2.5‎ ‎ 24‎ ‎(2)小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验,‎ ‎①小红的做法是为了控究 _________________________‎ ‎②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,‎ 它们的机械效率 _______(选填“相同”或“不相同”),理由是:_____‎ ‎________________________________________________.‎ 得到的结论是:___________________________ _______. ‎ ‎(3)小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:‎ 物理量 控制因素 物重 G/N 绳端拉力F/N 机械效率η /%‎ 较小提升速度 ‎10‎ ‎4.2‎ ‎79.4‎ 中等提升速度 ‎10‎ ‎4.2‎ ‎79.4‎ 较大提升速度 ‎10‎ ‎4.2‎ ‎79.4‎ 甲 在小军的实验中,你得到的结论是:________________________________________。‎ ‎3、在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,如图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据。‎ ‎(1)由表中数据可计算出,滑轮组对钩码做的有用功为_______J,人做的总功为______J。‎ 钩码总重 G(N)‎ 钩码上升高度h(m) ‎ 测力计拉力 F(N) ‎ 测力计移动距离s(m)‎ ‎ 5‎ ‎ 0.05‎ ‎ 1.4‎ ‎ 0.15‎ 8‎ ‎ ‎ ‎(2)对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是____________;结合测力计放大图,可知小强的错误是_________________。‎ ‎(3)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率应该是______。‎ 钩码总重 G(N)‎ 钩码上升高度h(m) ‎ 测力计拉力F(N) ‎ 测力计移动距离s(m)‎ ‎ 5‎ ‎ 0.05‎ ‎ 1.4‎ ‎ 0.15‎ ‎4、某班同学利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”‎ 的实验以后,进行了小组交流,下表是甲乙两小组的实验数据记录:‎ 实验小组 钩码重G/N 动滑轮重 G/N 拉力F/N 机械效率 ‎ η /%‎ ‎ 甲 ‎ 0.5‎ ‎ 0.4‎ ‎ 0.35‎ ‎ 47.6‎ ‎ 乙 ‎ 0.5‎ ‎ 0.4‎ ‎ 0.38‎ ‎ 43.9‎ 甲、乙两个小组的动滑轮重相同,提起的钩码重也相同,测出的滑轮组机械效率却不同,可能的原因是什么?‎ ‎5、在测定“各种滑轮组机械效率与物重关系”的实验中,小明用如图所示的滑轮组进行实验,并将数据记录在了下面表格中。‎ 实验 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m ‎ 拉力 ‎ F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 η/%‎ ‎ 1‎ ‎ 1‎ ‎ 0.1‎ ‎ 0.6‎ ‎ 0.3‎ ‎ 55.6‎ ‎ 2‎ ‎ 2‎ ‎ 0.1‎ ‎ 0.9‎ ‎ 0.3‎ ‎ ‎ ‎ 3‎ ‎ 3‎ ‎ 0.1‎ ‎ 1.1‎ ‎ 0.3‎ ‎ ‎ ‎(1)请你用笔画线代替绳子,根据数据组装滑轮组 ;并计算出后两次滑轮组的机械效率。‎ ‎(2)就这一问题的研究,你认为她收集的数据是否充分?说明理由。‎ ‎6、在研究“影响滑轮组的机械效率因素”的实验中,小聪同学预设的实验过程是:用弹簧测力计测出一个钩码的重力,按照图甲组装滑轮组,静止时读出测力计的示数F1,根据 η=G/Fn计算出滑轮组的机械效率η1。再按照图乙组装滑轮组(动滑轮大小变化),改变所提物重,提升两个钩码,重复上述实验计算出滑轮组的机械效率η2,比较得出滑轮组的机械效率高低只与物重有关。指出实验方案有哪些不足,并提出相应的改进意见。‎ ‎7、学校实践活动中,小明同学在探究“测滑轮组的机械效率与物重的关系”的实验中,得到了如下实验数据:(不计绳重及摩擦)‎ 实验 次数 物重 G/N 钩码上升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 平均机械效率 ‎1‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎1.5‎ ‎0.2‎ ‎66.7%‎ ‎80.3%‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎2.5‎ ‎0.2‎ ‎80%‎ ‎3‎ ‎6‎ ‎0.1‎ ‎3.5‎ ‎0.2‎ ‎85.7%‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎0.1‎ ‎4.5‎ ‎0.2‎ ‎88.9%‎ ‎(1)请你指出表格中不合理的地方,并说出你认为不合理的理由.‎ ‎(2)聪明的小明仔细分析了实验表格,他发现了一个欣喜的结论,使用此滑轮组时拉力一定小于物重。请你对此结论进行评价.‎ 8‎ ‎ ‎ ‎8、在探究“滑轮组机械效率与物重关系”的实验中,用同一滑轮组装置做了三次实验,测量的数据如下表:‎ 实验 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 η/%‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎0.1‎ ‎0.6‎ ‎0.3‎ ‎55.6‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.9‎ ‎0.3‎ ‎74.1‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎0.1‎ ‎1.1‎ ‎0.3‎ ‎90.9‎ 右图是某公司的一幅广告宣传画:一个 巨大的滑轮提起一个小皮箱,宣传文字写着“事无大小,必尽全力”。‎ ‎(1)请你分析上述实验数据,得出机械效率与物重的定性关系;‎ ‎(2)利用这个关系对这幅宣传画发表自己的评述 ‎9、将重物从楼下搬到楼上是很辛苦的。一位同学想运用所学的知识设计了一个升降装置,用电动机提供动力将物体拉上楼,经过班内同学交流确定以下两套方案,如甲乙两图,请你对两套方案进行对比,作出评价.‎ ‎10、(2007武汉)小强在测滑轮组的机械效率时,记录了如下的实验数据:(不计绳重和摩擦) ‎ ‎(1)根据下表的数据可以计算出滑轮组的机械效率为 。 ‎ ‎(2)请帮助小强画出该滑轮组的绕线方式。‎ ‎(3)当动滑轮重为 N时,使用该滑轮组提起2N重的钩码刚好不省力。 ‎ ‎ ‎ ‎11、(2007桂林)小明对“斜面的机械效率与什么因素有关?”这一课题,提出了如下一些值得探究的猜想:‎ ‎①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关;‎ ‎②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关;‎ ‎③斜面的机械效率与斜面的长度有关;‎ ‎④斜面的机械效率与物体的重力有关。‎ 给你如图所示的装置,请你选择上述猜想中的一项,并解答下列问题:‎ ‎(1)你选择的猜想是       (填写序号)‎ ‎(2)要用图中的器材完成你选择的探究,还要补充的器材是:(至少写出两种)       ‎ ‎              .‎ ‎(3)在实验探究的过程中,需要控制不变的因素有:‎ ‎①           ;②         ;③         。‎ ‎12、(2005盐城)在做“测滑轮组机械效率”的实验中,小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同,不计摩擦和绳重)。‎ ‎(1)对于甲图所示的滑轮组,如果没有刻度尺,只要测出钩码重G 8‎ ‎ ‎ ‎,然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高,从弹簧秤上读出拉力值F,即可算出该滑轮组的机械效率η= 。‎ ‎(2)比较甲、乙两滑轮组的机械效率,可知η甲 η乙(选填:>、<或=)。‎ ‎(3)实验后小强猜想,对于同一滑轮组(例如图乙),它的机械效率也可能不是固定的,于是他用实验进行了探究,并证明自己的猜想是正确的。你认为小强应采用的正确方法是什么?答: 。‎ ‎13、在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了两次实验,‎ ‎ 实验数据如下表所示.‎ 序号 钩码重 G/N 钩码上升的高度h/cm 弹簧测力计 的示数F/N 弹簧测力计移动的距离S/cm ‎1‎ ‎2‎ ‎5‎ ‎0.6‎ ‎25‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎8‎ ‎1.1‎ (1) 在表格的空格处,填上合适的数据.‎ (2) 在图16中用笔画线代替细绳组装滑轮组.‎ ‎(3)第1次实验测得滑轮组的机械效率为________.‎ ‎(4)如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下,根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在___________范围内.‎ ‎14、在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明同学测的数据如下表所示:‎ ‎(1)根据表格提供的信息请你帮小明完成滑轮组的装置图。‎ 钩码重/N 弹簧测力计读数/N 钩码移动的距离/m 弹簧测力计移动的距离/m 机械效率 ‎3‎ ‎1.2‎ ‎0.1‎ ‎0.3‎ ‎(2)在表中空白处写出机械效率的值。‎ ‎(3)实验后小明积极思考如果该滑轮组的滑轮个数及绕绳方式不变,改变其 他因素是否会影响它的机械效率呢?他想可能改变绳子与滑轮之间的摩擦会影 响机械效率。你还能提出一个猜想吗?并针对你的猜想设计实验方案。‎ 猜想; ;‎ 实验方案: 。‎ ‎ ‎ ‎ 甲 乙 图14 丙 丁 ‎15.小明测滑轮组机械效率的实验过程如图14所示。小明匀速拉动弹簧测力计时,弹簧测力计的示数如图丁所示。‎ 丁 ‎(1)根据上面的实验数据,计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率(写出计算步骤)。‎ ‎ ‎ 8‎ ‎ ‎ ‎(2)若增加提升钩码的个数,该滑轮组的机械效率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。影响该滑轮组机械效率的因素还有 。‎ ‎16、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如下图:‎ 物理量 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 钩码重G(N)‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎6‎ 钩码上升高度h(m)‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ 绳端拉力F(N)‎ ‎1.8‎ ‎1.4‎ ‎2.4‎ 绳端移动距离S(m)‎ ‎0.3‎ ‎0.5‎ 甲 乙 ‎0.3‎ 机械效率η ‎74%‎ ‎(1)通过表中数据可分析出实验1是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验,实验2是用 (填“甲”或“乙”)图做的实验。(2分)‎ ‎(2)请将表中空白处填上恰当的数据。(百分号前保留整数)(2分)‎ ‎(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率___________。(1分)‎ ‎(4)比较实验1和实验3可得正确结论:使用同一滑轮组,________________________,可以提高滑轮组的机械效率。(1分)‎ ‎17、在探究“滑轮组的机械效率与提升物体的重力大小是否有关”的实验中,所用的实验装置如图(甲)所示。另外提供的实验器材还有:一把刻度尺、钩码(质量未知)若干。‎ ‎(1)请画出记录实验数据的表格,并写出用直接测量的物理量表示的机械效率表达式。‎ ‎①记录实验数据的表格:‎ ‎②用直接测量物理量表示的机械效率表达: 。‎ ‎(2)在实验中匀速提升物体时,弹簧测力计的示数如图(乙)所示,则拉力的大小 N。如果拉弹簧测力计时用力较大,使物体运动的速度越来越大了,则测得的滑轮组的机械效率将 ‎ (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ ‎18、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。‎ 一位同学设计了如图5所示的四个滑轮组,并将所滑实验数据填入下表:‎ 实验次数 动滑轮重/N 物重/N 拉力/N 绳子的股数n 机械效率η ‎1‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎1‎ 8‎ ‎ ‎ ‎2‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎1.67‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎2.5‎ (1) 实验时,应_________、__________‎ 拉动弹簧测力计,使钩码上升,并由弹簧 测力计读出绳子自由端的_____________‎ 的大小;同时用____________测出钩码升 高的高度人。‎ ‎(2)在表中填上四次实验的绳子的股数n和 机械效率。‎ ‎(3)根据实验_______和________(填①、②、‎ ‎③、④)可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关; 图5‎ ‎(4)根据实验②和③可知,滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越______________;‎ ‎(5)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越__________;‎ ‎(6)要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关,应该选用__________(填“同一”或“不同”)滑轮组,提升___________(填“相同”或“不同”)的高度去研究。‎ ‎19、某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图27中的甲、乙、丙所示。‎ 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有用/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离S/m 总功 W总/J 机械效率η ‎1‎ ‎2‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎0.9‎ ‎0.3‎ ‎0.27‎ ‎74.1%‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎0.4‎ ‎1.6‎ ‎0.3‎ ‎0.48‎ ‎83.8%‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎ ‎ ‎1.1‎ ‎0.5‎ ‎0.55‎ ‎(1)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越________。‎ ‎(2)第3次实验中所做的有用功是________J,机械效率是________‎ ‎(3)第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮自重增大,使动滑轮所做的额外功________(选填“增大”或“减小”),因而.由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。‎ ‎(4)综合上述结论,提高机械效率的方法有增大有用功,________额外功(选填“增大”或“减小”)。‎ ‎20、做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学按照图6所示装置对动 滑轮特点进行了探究,记录的数据如下表:‎ 通过分析数据。她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题:‎ ‎(1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么?除此之外还应满足什么条件时“使用动滑轮能省一半的力”?‎ ‎(2)分析表中数据你还发现该装置的机械效率随物重的增大怎样变化?‎ 8‎ ‎ ‎ ‎21、在探究滑轮组机械效率的实验课上,同学们利用老师提供的器材组装了多种滑轮组;‎ ‎(1)请你在上图中任选两图,猜想它们的效率是否相同,如果不同可能是什么因素影响了它们的效率?‎ ‎(2)请你根据你的猜想,设计合理的实验步骤来验证它;‎ ‎(3)根据可能出现的现象写出实验结论 参考答案:‎ ‎1、‎ ‎(1)同一滑轮组,提起的物重越重,滑轮组的机械效率越高 ‎(2)不同的滑轮组机械效率不同,且在物重相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低 ‎2、18cm或5cm、80%、滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关 ‎(2)滑轮组的绕线方式 、相同、做的有用功相同,做的额外功也相同、滑轮组的机械效率与绕线方式无关、滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关 ‎3、0.25、0.21、有用功大于总功、测力计的示数读错、92.6%‎ ‎4、测拉力时没有使测力计匀速上升,造成测量的力不准确、滑轮的轮与轴间的摩擦力大小不同 ‎5、不充分,因为他只采用了此滑轮组进行了三次实验,应该换用不同的滑轮组再进行实验,结论就会更可靠。‎ ‎6、(1)、在静止时读弹簧测力计的示数,应在匀速运动过程中读数 ‎ (2)、探究机械效率与物重关系时,换用了不同的滑轮组,应用同一个滑轮组进行实验 ‎(3)、探究机械效率与哪些因素有关,而得到的结论是只与物重有关 ‎7、(1)平均机械效率一栏不合理,物重发生改变时,机械效率已经发生改变,求平均机械效率无意义。‎ ‎(2)不正确,他只探究了物重大于1N时的情况,应再探究物重等于1N和物重小于1N时的情况。‎ ‎8、甲的机械效率比乙的高、物重太大时,甲提不起来、乙比甲省力 ‎9、(1)同一滑轮组,物重越重,滑轮组的机械效率越高 ‎ (2)物重越小,滑轮组的机械效率越低 ‎10、不考虑摩擦和绳重时,F=(G+G动)/n,代入η=,得η=G/(G+G动),代入数据可求得η=80%。由表格中数据可知,s=2h,所以绕线时,要有2股绳子吊起动滑轮。根据滑轮组省力公式F=(G+G动)/2,不省力即F=G物=2N,解得G动=2N。‎ ‎11、(1)任选其中一个均可 (2)(3)见下表 选择 补充器材 控制因素 ‎①‎ 弹簧测力计,刻度尺 斜面长、斜面的粗糙程度、物体重 ‎②‎ 弹簧测力计,刻度尺,毛巾 斜面长、斜面高、物体重 ‎③‎ 弹簧测力计,刻度尺 斜面高、斜面的粗糙程度、物体重 ‎④‎ 弹簧测力计,刻度尺,不同重物 斜面长、斜面高、斜面的粗糙程度 ‎12、(1)η=;(2)>;(3)用相同的滑轮组提升不同的数量的钩码,分别测出相应的机械效率,然后进行比较,得出结论。‎ ‎13、()、40 (2)略 (3)66.7﹪(4)66.7%〈η〈72.7%‎ ‎14、(1)略 (2)83.3%(3)略 ‎15、⑴根据题目的实验数据得知:物体重G=2.0N,弹簧测力计拉力 F=0.8N, 物体升高H=0.1 m,弹簧测力计移动的距离L=0.3m 根据W=FS得:W有=GH=2.0N×0.1m=0.2J 8‎ ‎ ‎ ‎ W总=FL=0.8N×0.3m=0.24J ‎ η=W有/W总=0.2J/0.24J=83.3﹪‎ ‎ ⑵增大 动滑轮重 绳的重及机械的摩擦 ‎16、(1)甲、乙 (2)74% 83% (3)越低 (4)物重越重,滑轮组的机械效率越低 ‎17、‎ 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有用/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离S/m 总功 W总/J 机械效率η ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎ ‎ ‎(2)Gh/FS×100% (3)0.8N 、偏小 ‎18、(1)匀速、向上、 拉力大小 刻度尺(2)3、3、3、2 66.7%、80%、66.7%、80%‎ ‎(3)①、② (4)低 (5)低 (6)同一 、不同 ‎19、(1)、高 (2)、0.4 72.7% (3)增大(4)减小 ‎ ‎20、(1)绳与轮间的摩擦、动滑轮重使用轻质的滑轮 ‎(2)、同一滑轮组,机械效率随物重的增大而增大 ‎21、略 8‎

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