12.4.2测量机械效率
知识管理
1.实验原理: 。
2.实验装置如图:
3.测量的物理量: 、钩码提升的高度h、拉力 F、 。
4.测量工具: 和 。
5.操作说明:实验中应沿 方向 拉动弹簧测力计使钩码升高。
6.实验结论:同一滑轮组,提升的重物越重,机械效率越 。提升相同重物,动滑轮个数越多,机械效率越 ,但越 力。
‘基础题
知识点 测量滑轮组的机械效率
1.提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,一组同学在“测量滑轮组的机械效率”(如图)实验中,测得的数据如表所示。
次数 物体的重力G/N 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 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
(1)实验中应尽量竖直向上 (填“匀速”或“加速”)拉动弹簧测力计。
(2)第3 组实验的有用功是 J,机械效率是 (结果精确到0.1%)。
(3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升物体时,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率 (填“越高”“越低”或“不变”);分析比较第3、4次实验数据可得,机械效率与物体上升的高度 (填“有关”或“无关”)。
2.如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮,绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶,当人用力向下拉动绳索的另一端,即可让水桶上升。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是 ( )
A.减小滑轮的质量
B.增大拉绳的速度
C.增大桶内的水量
D.增大水桶的重力
3.如图所示,用4个相同的滑轮组成滑轮组甲和乙,分别把质量相同的 A、B两物体在相同时间内匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),则下列说法中错误的是 ( )
A.拉力 F甲小于 F乙
B.提升重物做的有用功 WA等于 WB
C.两个滑轮组的机械效率η甲等于η乙
D.可以通过减小所提升物体重力来提高滑轮组的机械效率
中档题
4.(2025·北京师大附中零模)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表所示。
实验序号 物重G/N 物体上升高度 h/m 拉力F/N 绳端移动距离 s/m 机械效率η
1 1 0.2 0.7 0.4 71.4%
2 2 0.2 1.3 0.4 76.9%
3 3 0.2 1.8 0.4 83.3%
(1)小雨是用图中的 (填“甲”或“乙”)滑轮组完成实验的。
(2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 。
(3)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率与物重的关系可能是 (填字母)。
(4)小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法是 (填“正确”或“错误”)的,如果这样做,测得的机械效率将 (填“偏大”“偏小”或“更准确”)。
5.如图甲所示,小明乘坐汽车沿盘山公路上山,发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响;如图乙所示,小明看到工人利用斜面搬运货物时,人的作用力受斜面的粗糙程度影响,为此,小明想探究斜面的机械效率与哪些因素有关。他猜想,斜面的机械效率可能与:
猜想1:斜面的倾斜程度有关。
猜想2:斜面的粗糙程度有关。
猜想3:斜面的长度有关。
小明设计了如图丙所示的实验方案进行探究。如表是他记录的实验数据,表中1、3两次实验所用斜面的粗糙程度相同,每次实验物体在斜面上都做匀速直线运动。
实验次数 斜面的倾角 斜面的粗糙程度 物重G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长度 s/m. 机械效率η/%
1 37° 粗糙 2 0.6 1.7 1
2 37° 较光滑 2 0.6 1.4 1 85.7
3 45° 粗糙 2 0.6 1.8 0:85 78.4
(1)除如图丙所示的器材外,还需要的实验器材有 ;表中的空格处应填写的数据是 。
(2)对比1、2两次实验数据,可以验证猜想 (填数字);对比1、3两次实验数据,可以得出结论: 。
(3)小明找来一张三角形的纸,自制成一个“模拟钻头”,如图丁所示,慢慢地展开这张纸,原来是一个三角形的斜面。根据 (填实验次数的序号)两次实验数据得出的结论,可推测图丁中钻头 (填“A”或“B”)更省力。
知识管理
3.钩码重力G 绳端移动的距离
4.弹簧测力计 刻度尺 5.竖直 匀速 6.高低 省基础题
1.(1)匀速 (2)0.4 74.1% (3)越高 无关 2. C 3. D20
中档题
4.(1)乙 (2)刻度尺 (3)A (4)错误 偏大
5.(1)刻度尺 70.6(2)2在其他条件相同时,斜面的机械效率的大小与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越大 (3)1、3 B