北师大版物理八年级下册课课练：9.6 测滑轮组的机械效率（含答案）

[第九章　六、测滑轮组的机械效率]
一、选择题
1.在“测滑轮组机械效率”的实验中,对于钩码被提升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,下列说法错误的是 (　　)
A.h和s都由刻度尺测出
B.只需用刻度尺测出h,对于已组合好的滑轮组,s可以根据测出的h算出来
C.h和s都不用测出具体数值,对于已组合好的滑轮组,h和s的比值是可以知道的,而知道这个比值再结合测得的G、F就可算出η
D.h和s都不用测出具体数值,对于已组合好的滑轮组,h=ns(n为承担总重的绳子段数),而知道这个关系再结合测得的G、F就可算出η
2.一个滑轮组经改进提高了机械效率,现用它把同一个物体提升相同的高度,则改进后与改进前相比 (　　)
A.有用功减少,总功减少了 B.总功减少,额外功增加了
C.有用功不变,额外功减少了 D.总功、有用功、额外功均减少了
3.(2021长春)甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时,下列说法正确的是 (　　)
A.绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B.被提升的物重是绳子拉力的4倍
C.增大物重,所做的有用功增大
D.增大物重,“车梯”的机械效率变高
4.(2021通辽)如图图所示,重为800 N的物体在100 N的水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.绳子自由端移动的距离为4 m
B.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120 N
C.额外功的功率为12 W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
二、填空题
5.如图图甲所示是某学习小组“测滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,将重为4.5 N的物体从A位置提升到A'位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B'位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图图图乙所示。请你根据他们做的实验回答下列问题。
(1)物体被提升的高度是　　　　cm,拉力是　　　　N,该滑轮组的机械效率η=　　　　。
(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为如图图图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。
6.(2021自贡)用如图图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重为100 N,每次运送的量不定,图乙是记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为　　　　 N;当某次运送4件货物时,滑轮组的机械效率为　　　　。(不考虑绳重和摩擦)
7.如图图所示,甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法,忽略绳重及摩擦。分别用两种绕法匀速提升相同重物时,两滑轮组机械效率的大小关系是η甲　　　　η乙;若用图甲绕法匀速提升重为900 N的物体时,滑轮组的机械效率为90%,则用图乙绕法匀速提升400 N的重物时,滑轮组的机械效率为　　　　。
三、实验探究题
8.小明在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用如图图所示的滑轮组进行了4次实验,实验数据记录如图图下表。
实验 次数 钩码所受 的重力 G/N 钩码被提 升的高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离 s/m 机械效 率η
1 1.0 0.1 0.3 55.6%
2 2.0 0.1 1.0 0.3
3 3.0 0.1 1.4 0.3 71.4%
4 3.0 0.2 1.4 0.6 71.4%
(1)实验过程中应尽量竖直向上　　　　拉动弹簧测量计。第1次实验中弹簧测力计的示数如图图图所示,读出拉力的大小为　　　　N。
(2)第2次实验中,提升钩码所做的有用功为　　　　J,滑轮组的机械效率为η=　　　　(结果精确到0.1%)。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知:同一滑轮组,提升的物重越大,滑轮组的机械效率越
　　　　(选填“高”或“低”);分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高
度　　　　(选填“有关”或“无关”)。
(4)机械效率是机械性能好坏的重要标志,结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列做法中可以提高机械效率的是　　　　。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.增大物体被提升的速度
D.改变绳子的绕线方式
答案
第九章　六、测滑轮组的机械效率
1.D
2.C　 把同一物体匀速提升同样的高度,由W有用=Gh可知,前后两次做的有用功不变,故A、D错误;
有用功一定,机械效率增加,由公式η==知:总功减小,即额外功减小,故C正确、B错误。
3.D　 由图可知,滑轮组承重绳子的有效段数n=4,则绳端移动的距离是物体上升距离的4倍,故A错误;不考虑滑轮重、绳重和摩擦时,绳子拉力F=G,实际应用中需要考虑滑轮重、绳重和摩擦,则绳子拉力F>G,即被提升的物重小于绳子拉力的4倍,故B错误;由W有用=Gh可知,所做的有用功与物体的重力和提升的高度有关,由于物体被提升的高度未知,不能得出增大物重时所做的有用功增大的说法,故C错误;增大物重,提升相同的高度时,有用功增大,额外功不变,有用功与总功的比值增大,“车梯”的机械效率变高,故D正确。
4.C
5.(1)5.0　2　75%　(2)降低
(1)刻度尺的分度值为1 cm,物体从A位置到A'位置一共移动了5.0 cm,弹簧测力计的示数为2 N,动滑轮上有3段绳子绕着,该滑轮组的机械效率为η======0.75=75%。(2)滑轮组的机械效率与被提升物体的重力和动滑轮的重力有关,当被提升物体的重力不变时,增加一个动滑轮,相当于在有用功不变的情况下增大了额外功,此时的机械效率会降低。
6.100　80%　 由图乙可知,运送1件货物时,即G=100 N时,滑轮组的机械效率η=50%,因不考虑绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率η===,所以可得50%=,解得G动=100 N;当某次运送4件货物时,即G'=4G=4×100 N=400 N,不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率:η'=====0.8=80%。
7.=　80%　 (1)分别用两种绕法匀速提升相同重物时,有用功相同,忽略绳重及摩擦,克服动滑轮重做的功是额外功,因同一滑轮组中动滑轮的重力不变,根据η===可知,机械效率也相同。
(2)忽略绳重及摩擦,用图甲绕法匀速提升重为900 N的物体时,机械效率为90%,图甲中n=2,由η===0.9=90%,可得G动=100 N,用图乙绕法匀速提升400 N的重物时,其机械效率为η'=====0.8=80%。
8.(1)匀速　0.6　(2)0.2　66.7%
(3)高　无关　(4)B
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高,此时,系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小;测力计的分度值为0.1 N,示数为0.6 N。
(2)第2次实验中,提升钩码所做的有用功:=G2h2=2.0 N×0.1 m=0.2 J;滑轮组的机械效率:η====0.667=66.7%。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组,提升的物重越大,滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变低,故A做法不可行;减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率变高,故B做法可行;机械效率与物体被提升的速度无关,故C做法不可行;改变缠绕绳子的方式,机械效率不变,故D做法不可行。