12.4 机械效率 第2课时 测量机械效率 同步练 （含答案）2024-2025学年物理人教版八年级下册
文档属性
| 名称 | 12.4 机械效率 第2课时 测量机械效率 同步练 （含答案）2024-2025学年物理人教版八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 168.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-01-15 21:47:55 | ||
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文档简介
第2课时 测量机械效率
测量滑轮组的机械效率
1.某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力为G并填入表格。
次数 沙和袋所受的总重力G/N 提升高度 h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 0.6 0.2 0.12 0.3 0.18 66.7%
2 0.9 0.2 0.18 0.4 0.6 0.24
3 1.2 0.2 0.24 0.5 0.6 0.30 80%
②按图示安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有用,总功W总,机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。
请根据实验过程和实验记录,思考并回答:
(1)在第1次实验中,粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s,你认为s应该为 m。
(2)根据表中数据,可计算得出第2次实验的机械效率为 。
(3)根据表中数据,分析得出所用动滑轮的重为 N。(绳重和摩擦忽略不计)
(4)分析三次实验数据可以发现,用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率
(选填“越大”“越小”或“不变”)。
测量斜面的机械效率
2.用如图所示的装置探究“斜面的机械效率”,实验数据记录如下表:
实验 次数 物体 种类 物重 G/N 斜面高 h/cm 沿斜面 的拉力F/N 斜面长 s/cm 机械效 率η
1 木块 4 15 1.1 100 54.5%
2 小车 4 15 100
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。
(2)根据图中弹簧测力计的示数,可知第2次实验的机械效率为 (精确到0.1%)。
(3)由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时, 越小,机械效率越高。
(4)第1次实验中,木块所受摩擦力为 N。
1.小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中,用同一滑轮组进行了3次实验,如图所示,实验数据记录如表。
甲 乙 丙
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9%
(1)提升重物时,实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)第2次实验中,有用功是 J,滑轮组的机械效率为 (结果精确到0.1%)。
(3)第3次实验中,如图丙,弹簧测力计的示数为 N。
(4)分析表格中的数据得出结论:同一滑轮组, 越大,滑轮组的机械效率越高。
2.测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。
(2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越 (选填“大”或“小”),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重物上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
3.(科学探究)(2025徐州阶段练习)在探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系实验中,小明首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,调节斜面倾斜角度的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面 倾角 θ 木块 重G /N 斜面 高h/ m 斜面 长s/ m 拉力 F/N 有用 功W有用 /J 总功 W总/J 机械 效率η
15° 10.0 0.1 0.4 3.6
30° 10.0 0.2 0.4
(1)实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做 运动,并读出弹簧测力计的示数。
(2)当斜面倾斜角为30°时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F= N。
(3)当斜面倾角为15°时,小明做的有用功是 J。
(4)分析表中的数据,可以得出的探究结论是斜面倾斜角度越小,斜面越省力,斜面的机械效率越 。
【详解答案】
课堂达标
1.(1)0.6 (2)75% (3)0.3 (4)越大
2.(1)匀速直线 (2)85.7% (3)摩擦力
(4)0.5
课后提升
1.(1)匀速
(2)0.4 88.9%
(3)2.2
(4)提升物体的重力
解析:(1)实验时应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时物体受力平衡,弹簧测力计示数即为拉力大小。(2)第2次实验中,有用功W有用2=Gh=4 N×0.1 m=0.4 J,滑轮组的机械效率η===≈88.9%。(3)由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,其示数F3=2.2 N。(4)由表中数据可知,三组实验中物体上升高度相同,第3组实验中物体的重力最大,机械效率最高,故可得:同一滑轮组,提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
2.(1)匀速直线 0.6 (2)0.075 62.5%
(3)大 无关
解析:(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动;由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,其示数为0.6 N。(2)第2次实验时所做的有用功为W有用2=G2h2=1.5 N×0.05 m=0.075 J;第2次做的总功为W总2=F2s2=0.8 N×0.15 m=0.12 J;滑轮组的机械效率η===62.5%。(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,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。
3.(1)匀速直线 (2)6.0 (3)1 (4)低
解析:(1)弹簧测力计要拉着木块平行于斜面做匀速直线运动,让木块处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数就是拉力的大小。(2)由图示知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为6.0 N。(3)由表格数据知,斜面倾角为15°时,木块重力为10.0 N,斜面高度为0.1 m,拉动木块的有用功W有用=Gh=10.0 N×0.1 m=1 J。(4)由表格数据知,倾角为15°时,机械效率为η1===≈69.4%,倾角为30°时,机械效率为η2===≈83.3%,因此可知斜面倾斜角度越小,斜面越省力,机械效率越低。
测量滑轮组的机械效率
1.某物理兴趣小组在测量滑轮组的机械效率,实验过程如下:
①用弹簧测力计测量沙和袋所受总重力为G并填入表格。
次数 沙和袋所受的总重力G/N 提升高度 h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 0.6 0.2 0.12 0.3 0.18 66.7%
2 0.9 0.2 0.18 0.4 0.6 0.24
3 1.2 0.2 0.24 0.5 0.6 0.30 80%
②按图示安装滑轮组,分别记下沙袋和绳端的位置。
③匀速拉动弹簧测力计,使沙袋升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。
④算出有用功W有用,总功W总,机械效率η。
⑤改变沙袋中沙子的重量,重复上面的实验。
请根据实验过程和实验记录,思考并回答:
(1)在第1次实验中,粗心的小冬同学忘记在表格中填写绳端移动的距离s,你认为s应该为 m。
(2)根据表中数据,可计算得出第2次实验的机械效率为 。
(3)根据表中数据,分析得出所用动滑轮的重为 N。(绳重和摩擦忽略不计)
(4)分析三次实验数据可以发现,用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率
(选填“越大”“越小”或“不变”)。
测量斜面的机械效率
2.用如图所示的装置探究“斜面的机械效率”,实验数据记录如下表:
实验 次数 物体 种类 物重 G/N 斜面高 h/cm 沿斜面 的拉力F/N 斜面长 s/cm 机械效 率η
1 木块 4 15 1.1 100 54.5%
2 小车 4 15 100
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。
(2)根据图中弹簧测力计的示数,可知第2次实验的机械效率为 (精确到0.1%)。
(3)由实验可得初步结论:斜面倾斜程度相同时, 越小,机械效率越高。
(4)第1次实验中,木块所受摩擦力为 N。
1.小明在做测量滑轮组的机械效率的实验中,用同一滑轮组进行了3次实验,如图所示,实验数据记录如表。
甲 乙 丙
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9%
(1)提升重物时,实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)第2次实验中,有用功是 J,滑轮组的机械效率为 (结果精确到0.1%)。
(3)第3次实验中,如图丙,弹簧测力计的示数为 N。
(4)分析表格中的数据得出结论:同一滑轮组, 越大,滑轮组的机械效率越高。
2.测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。
(2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越 (选填“大”或“小”),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重物上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
3.(科学探究)(2025徐州阶段练习)在探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系实验中,小明首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,调节斜面倾斜角度的大小多次测量,得到下表所示的数据:
斜面 倾角 θ 木块 重G /N 斜面 高h/ m 斜面 长s/ m 拉力 F/N 有用 功W有用 /J 总功 W总/J 机械 效率η
15° 10.0 0.1 0.4 3.6
30° 10.0 0.2 0.4
(1)实验中,小明测拉力时要用弹簧测力计平行于斜面拉着木块做 运动,并读出弹簧测力计的示数。
(2)当斜面倾斜角为30°时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F= N。
(3)当斜面倾角为15°时,小明做的有用功是 J。
(4)分析表中的数据,可以得出的探究结论是斜面倾斜角度越小,斜面越省力,斜面的机械效率越 。
【详解答案】
课堂达标
1.(1)0.6 (2)75% (3)0.3 (4)越大
2.(1)匀速直线 (2)85.7% (3)摩擦力
(4)0.5
课后提升
1.(1)匀速
(2)0.4 88.9%
(3)2.2
(4)提升物体的重力
解析:(1)实验时应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,此时物体受力平衡,弹簧测力计示数即为拉力大小。(2)第2次实验中,有用功W有用2=Gh=4 N×0.1 m=0.4 J,滑轮组的机械效率η===≈88.9%。(3)由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,其示数F3=2.2 N。(4)由表中数据可知,三组实验中物体上升高度相同,第3组实验中物体的重力最大,机械效率最高,故可得:同一滑轮组,提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
2.(1)匀速直线 0.6 (2)0.075 62.5%
(3)大 无关
解析:(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速直线运动;由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,其示数为0.6 N。(2)第2次实验时所做的有用功为W有用2=G2h2=1.5 N×0.05 m=0.075 J;第2次做的总功为W总2=F2s2=0.8 N×0.15 m=0.12 J;滑轮组的机械效率η===62.5%。(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,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。
3.(1)匀速直线 (2)6.0 (3)1 (4)低
解析:(1)弹簧测力计要拉着木块平行于斜面做匀速直线运动,让木块处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数就是拉力的大小。(2)由图示知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数为6.0 N。(3)由表格数据知,斜面倾角为15°时,木块重力为10.0 N,斜面高度为0.1 m,拉动木块的有用功W有用=Gh=10.0 N×0.1 m=1 J。(4)由表格数据知,倾角为15°时,机械效率为η1===≈69.4%,倾角为30°时,机械效率为η2===≈83.3%,因此可知斜面倾斜角度越小,斜面越省力,机械效率越低。