人教版八下物理第十二章 简单机械 第三节 机械效率 第二课时 机械效率的测量（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八下物理第十二章 简单机械 第三节 机械效率 第二课时 机械效率的测量（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 214.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-22 16:06:59 | ||
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文档简介
人教版八下物理第十二章 简单机械 第三节 机械效率 第二课时 机械效率的测量
一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 采取下列措施，可以增大机械效率的是
A. 有用功一定，增大总功 B. 总功一定，增大额外功
C. 有用功一定，减小额外功 D. 额外功一定，减小总功
2. 在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想：
（）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升的物重有关；
（）滑轮组机械效率高低可能与物体被提升高度有关；
（）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是
A. （） B. （） C. （） D. （）
3. 下面说法正确的是
A. 功率越大的机械，机械效率越高
B. 减少了总功，就能提高机械效率
C. 额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
D. 省力越多的机械，机械效率—定越高
4. 如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面 的推力，将质量为 的物体在 时间内匀速推到 高的平台上，斜面长 。 取 则
A. 推力的功率为 B. 斜面的机械效率为
C. 推力做的总功 D. 斜面对物体的摩擦力
二、实验题（共4小题；共32分）
5. 据图回答下列问题。
（1）图中测力计示数为 。
（2）小明猜测：“图中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”。设计实验检验其猜测，并填写实验报告。
实验目的： 。
实验原理式（用所测出的物理量表达滑轮组的机械效率）： 。
实验步骤。
6. 在“探究滑轮组机械效率”的实验中，某实验小组用 、 两种绕线方式不同的滑轮组进行实验，发现了一些实际问题。
（1）下表是实验中的几组数据，请在空白处填上相应的计算结果；
（2）实际中机械效率 （“”或“”或“”），而表格中 、 两次实验的机械效率分别为 和 ，这是什么原因 通过观察图乙和图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，图乙中指针在零刻度线的下方；
（3）经过分析，机械效率为 和 的原因是：用滑轮组 进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要 ，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要 ，因此测得的机械效率比实际效率要高；
（4）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向 移动；若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调到零刻度线。
7. 小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度 的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力 的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。
（1）小明在实验中，调整斜面高度为 ，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数 ，则有用功为 ；
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功 与斜面的水平长度 （木板在水平面上的正投影长度）的关系如上表；
①通过数据分析，小明得出结论： 与 成 比；
②当斜面的水平长度 时，斜面的机械效率为 。
8. 小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率， 为支点。总重为 的钩码悬挂在杠杆上的 点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为 ，弹簧测力计示数为 ，其移动距离为 。
（1）该实验中做额外功的主要原因是 ，该杠杆的机械效率为 （用题目中物理量的符号表示）；
（2）钩码悬挂在 点时，弹簧测力计拉力为 ，杠杆机械效率为 ，若同样的将钩码悬挂在 点进行实验，仍将钩码缓慢提升高度 ，弹簧测力计拉力为 ，杠杆的机械效率为 ，忽略摩擦，则 ， （均选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）若保持钩码悬挂在 点不变，而将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到 点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度 ，忽略摩擦，此时杠杆的机械效率为 ，则 （选填“大于”“小于”或“等于”）。
答案
第一部分
1. C
【解析】因为总功是有用功与额外功之和，机械效率是有用功在总功中所占的比值，所以提高机械效率的办法应当是在有用功一定时，减小额外功，此时有用功在总功中所占的比值就增大，机械效率就得到了提高。
2. B
【解析】仔细对比两个滑轮组，发现仅仅改变了物重，故探究的是机械效率与物重的关系，因此选B。
3. C
【解析】功率与机械效率无关，功率大，机械效率不一定高，故A错误；
减少了总功，由于不知道有用功的大小，无法确定机械效率的大小，故B错误；
额外功在总功中所占比例越小，则有用功与总功的比值越大，机械效率一定越高，故C正确；
机械效率的大小与省力情况无关，省力越多的机械，机械效率不一定高，故D错误。
4. B
第二部分
5. （1）
（2） 探究滑轮组的机械效率与提升物体重力的关系；；
a.在动滑轮挂钩上挂 个钩码，用弹簧测力计测出所挂钩码的重力，钩码的重力用 表示，绳子自由端所受拉力用 表示，绳子自由端移动的距离用 表示，钩码上升的高度用 表示；
b.仍然用原滑轮组，保持装置不变，依次改变动滑轮上挂钩码的个数，仿照步骤 再做 次实验，记录各次的 、 、 、 的数值；
c.用 ，计算出各次的机械效率，得出结论。
6. （1） ；
【解析】总功：；
机械效率：。
（2）
【解析】实际中，由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于 。
而在第 、 次实验中，由表格中数据由两段绳子承担物重，所以拉力向下，由于测力计外壳本身有重力，所以此时所测拉力偏小，计算出的总功也会偏小，从而造成机械效率偏大甚至大于 。
（3） 小；小
【解析】因为弹簧测力计本身具有重力，所以当拉力方向竖直向下时，弹簧测力计的重力与测力计示数之和为绳端的实际拉力。所以所测的拉力比实际的拉力要小，因此计算的总功偏小，根据 可知，在有用功不变的情况下，总功偏小，所以测量的机械效率偏高。
（4） 上
【解析】由于测力计本身重力的影响，所以向下拉测力计误差会很大，所以测力计一般要竖直向上拉动。
7. （1） ；
【解析】有用功 ，
（2） ①正；② 。
【解析】①由表中实验数据可知， 与 成正比；
②当斜面的水平长度 时，
根据直角三角形的知识可知，
斜面高度 ，
此时有用功 ，
总功 ，
效率 。
8. （1） 要使杠杆提升一定高度；
【解析】在提升钩码的过程中，要克服杠杆的自重做额定功，该实验中做额外功的主要原因是：克服杠杆自身重力做功；
总重为 的钩码悬挂在杠杆上的 点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为 ，
做的有用功：，
弹簧测力计示数为 ，其移动距离为 ，总功：，
该杠杆的机械效率为 ；
（2） 大于；大于
【解析】在水平位置时，设杠杆自身重力的力臂为 ，拉力的力臂为杠杆的长度 ，
钩码的悬挂点在 点时，钩码重力的力臂为 ，
由杠杠的平衡条件：，
悬挂点移至 点时，
由杠杠的平衡条件：，
从图中可以看出，由 到 力臂变大，
即 ，所以 ，即弹簧测力计的示数变大；
杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且 ；
设杠杆重心升高的距离为 ，则有：，
而 不变， 不变， 不变，钩码悬挂从 点到 点，钩码还升高相同的高度 ，但杠杆上旋的角度减小，
如下图所示：
杠杆升高的距离 变小，所以 变小，所以 也变小；
由 可以知道，杠杆的机械效率变大；
（3） 等于
【解析】保持钩码悬挂在 点不变，只是将将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到 点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度 ，忽略摩擦，由（）知， 保持不变，故 不变，即总功不变，因有用功 不变，根据 ，此时杠杆的机械效率为 。
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一、单项选择题（共4小题；共16分）
1. 采取下列措施，可以增大机械效率的是
A. 有用功一定，增大总功 B. 总功一定，增大额外功
C. 有用功一定，减小额外功 D. 额外功一定，减小总功
2. 在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想：
（）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升的物重有关；
（）滑轮组机械效率高低可能与物体被提升高度有关；
（）滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是
A. （） B. （） C. （） D. （）
3. 下面说法正确的是
A. 功率越大的机械，机械效率越高
B. 减少了总功，就能提高机械效率
C. 额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
D. 省力越多的机械，机械效率—定越高
4. 如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面 的推力，将质量为 的物体在 时间内匀速推到 高的平台上，斜面长 。 取 则
A. 推力的功率为 B. 斜面的机械效率为
C. 推力做的总功 D. 斜面对物体的摩擦力
二、实验题（共4小题；共32分）
5. 据图回答下列问题。
（1）图中测力计示数为 。
（2）小明猜测：“图中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”。设计实验检验其猜测，并填写实验报告。
实验目的： 。
实验原理式（用所测出的物理量表达滑轮组的机械效率）： 。
实验步骤。
6. 在“探究滑轮组机械效率”的实验中，某实验小组用 、 两种绕线方式不同的滑轮组进行实验，发现了一些实际问题。
（1）下表是实验中的几组数据，请在空白处填上相应的计算结果；
（2）实际中机械效率 （“”或“”或“”），而表格中 、 两次实验的机械效率分别为 和 ，这是什么原因 通过观察图乙和图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，图乙中指针在零刻度线的下方；
（3）经过分析，机械效率为 和 的原因是：用滑轮组 进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要 ，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要 ，因此测得的机械效率比实际效率要高；
（4）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向 移动；若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调到零刻度线。
7. 小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度 的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力 的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。
（1）小明在实验中，调整斜面高度为 ，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数 ，则有用功为 ；
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功 与斜面的水平长度 （木板在水平面上的正投影长度）的关系如上表；
①通过数据分析，小明得出结论： 与 成 比；
②当斜面的水平长度 时，斜面的机械效率为 。
8. 小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率， 为支点。总重为 的钩码悬挂在杠杆上的 点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为 ，弹簧测力计示数为 ，其移动距离为 。
（1）该实验中做额外功的主要原因是 ，该杠杆的机械效率为 （用题目中物理量的符号表示）；
（2）钩码悬挂在 点时，弹簧测力计拉力为 ，杠杆机械效率为 ，若同样的将钩码悬挂在 点进行实验，仍将钩码缓慢提升高度 ，弹簧测力计拉力为 ，杠杆的机械效率为 ，忽略摩擦，则 ， （均选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）若保持钩码悬挂在 点不变，而将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到 点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度 ，忽略摩擦，此时杠杆的机械效率为 ，则 （选填“大于”“小于”或“等于”）。
答案
第一部分
1. C
【解析】因为总功是有用功与额外功之和，机械效率是有用功在总功中所占的比值，所以提高机械效率的办法应当是在有用功一定时，减小额外功，此时有用功在总功中所占的比值就增大，机械效率就得到了提高。
2. B
【解析】仔细对比两个滑轮组，发现仅仅改变了物重，故探究的是机械效率与物重的关系，因此选B。
3. C
【解析】功率与机械效率无关，功率大，机械效率不一定高，故A错误；
减少了总功，由于不知道有用功的大小，无法确定机械效率的大小，故B错误；
额外功在总功中所占比例越小，则有用功与总功的比值越大，机械效率一定越高，故C正确；
机械效率的大小与省力情况无关，省力越多的机械，机械效率不一定高，故D错误。
4. B
第二部分
5. （1）
（2） 探究滑轮组的机械效率与提升物体重力的关系；；
a.在动滑轮挂钩上挂 个钩码，用弹簧测力计测出所挂钩码的重力，钩码的重力用 表示，绳子自由端所受拉力用 表示，绳子自由端移动的距离用 表示，钩码上升的高度用 表示；
b.仍然用原滑轮组，保持装置不变，依次改变动滑轮上挂钩码的个数，仿照步骤 再做 次实验，记录各次的 、 、 、 的数值；
c.用 ，计算出各次的机械效率，得出结论。
6. （1） ；
【解析】总功：；
机械效率：。
（2）
【解析】实际中，由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于 。
而在第 、 次实验中，由表格中数据由两段绳子承担物重，所以拉力向下，由于测力计外壳本身有重力，所以此时所测拉力偏小，计算出的总功也会偏小，从而造成机械效率偏大甚至大于 。
（3） 小；小
【解析】因为弹簧测力计本身具有重力，所以当拉力方向竖直向下时，弹簧测力计的重力与测力计示数之和为绳端的实际拉力。所以所测的拉力比实际的拉力要小，因此计算的总功偏小，根据 可知，在有用功不变的情况下，总功偏小，所以测量的机械效率偏高。
（4） 上
【解析】由于测力计本身重力的影响，所以向下拉测力计误差会很大，所以测力计一般要竖直向上拉动。
7. （1） ；
【解析】有用功 ，
（2） ①正；② 。
【解析】①由表中实验数据可知， 与 成正比；
②当斜面的水平长度 时，
根据直角三角形的知识可知，
斜面高度 ，
此时有用功 ，
总功 ，
效率 。
8. （1） 要使杠杆提升一定高度；
【解析】在提升钩码的过程中，要克服杠杆的自重做额定功，该实验中做额外功的主要原因是：克服杠杆自身重力做功；
总重为 的钩码悬挂在杠杆上的 点，竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，测得钩码上升的高度为 ，
做的有用功：，
弹簧测力计示数为 ，其移动距离为 ，总功：，
该杠杆的机械效率为 ；
（2） 大于；大于
【解析】在水平位置时，设杠杆自身重力的力臂为 ，拉力的力臂为杠杆的长度 ，
钩码的悬挂点在 点时，钩码重力的力臂为 ，
由杠杠的平衡条件：，
悬挂点移至 点时，
由杠杠的平衡条件：，
从图中可以看出，由 到 力臂变大，
即 ，所以 ，即弹簧测力计的示数变大；
杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，并且 ；
设杠杆重心升高的距离为 ，则有：，
而 不变， 不变， 不变，钩码悬挂从 点到 点，钩码还升高相同的高度 ，但杠杆上旋的角度减小，
如下图所示：
杠杆升高的距离 变小，所以 变小，所以 也变小；
由 可以知道，杠杆的机械效率变大；
（3） 等于
【解析】保持钩码悬挂在 点不变，只是将将弹簧测力计作用点从杠杆最右端移到 点，仍然竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，将钩码仍提升高度 ，忽略摩擦，由（）知， 保持不变，故 不变，即总功不变，因有用功 不变，根据 ，此时杠杆的机械效率为 。
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