北师大版八年级下册物理 9.6 测滑轮组的机械效率 同步练习（含解析）

六、测滑轮组的机械效率
一、选择题
1．在“测滑轮组的机械效率”实验中，对钩码提升的高度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，而知道这个关系再结合测得的G、F就可算出η
2．2017·福建模拟 不计摩擦和绳重，用如图K－24－1所示的甲、乙两个相同的滑轮组，提升不同数量的同种钩码，则它们的机械效率(　　)
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲＝η乙 D．无法比较
图K－24－1
3．甲、乙两个滑轮组如图K－24－2所示，其中每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提升相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是(　　)
图K－24－2
A．若G1＝G2，拉力做的额外功相同
B．若G1＝G2，拉力做的总功相同
C．若G1＝G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
4．用同一滑轮组提升同一重物，第一次将重物提高h。第二次将重物提高2h，不考虑摩擦，比较两次实验滑轮组的机械效率，则(　　)
A．第二次有用功是第一次的2倍，因此机械效率增大一倍
B．第二次总功是第一次的2倍，因此机械效率减为一半
C．第二次提升动滑轮做的额外功增大一倍，所以机械效率减为一半
D．两次实验滑轮组的机械效率相同
5．工人师傅利用如图K－24－3所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(　　)
图K－24－3
A．增大提升重物的速度，可以增大有用功
B．减小定滑轮的重力，可以减小额外功
C．增大提升重物的高度，可以提高机械效率
D．减小动滑轮的重力，可以提高机械效率
二、填空题
6．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，绕线方法不变，若不计绳子的重力及摩擦，则：
(1)若只增加物体的提升高度，滑轮组的机械效率将__________。
(2)若只增加提升物体的重力，滑轮组的机械效率将__________。
(3)若只增加动滑轮的重力，滑轮组的机械效率将__________。
7．2018·泰安 如图K－24－4甲所示是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”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乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题。
图K－24－4
(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，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
8．用如图K－24－5甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像，由图可知动滑轮重为________N；当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是________N，此时滑轮组的机械效率为________。(不考虑绳重和摩擦)
图K－24－5
三、实验探究题
9．2017·齐齐哈尔 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如下表所示，实验装置如图K－24－6所示。
图K－24－6
实验
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端的拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
________
________
(1)实验中应沿竖直方向__________缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计的示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到________对滑轮组机械效率的影响。
(3)用图丁装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整。
(4)通过比较__________两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与承担物重的绳子段数无关。
(5)通过比较__________两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：________________________________________________________________。
10．小红学过“机械效率”后，提出一个假设：“机械效率越高越省力”。为证明假设是否成立，小红做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验(如图K－24－7所示)，并记录实验数据如下表所示：
图K－24－7
物理量　　实验次数
1
2
3
4
物块重G/N
5
5
5
5
物块上升高度h/m
0.1
0.15
0.2
0.25
有用功W有用/J
0.5
0.75
1.25
沿斜面方向的拉力F/N
1.6
2.2
2.7
3.1
物块移动的距离s/m
0.5
0.5
0.5
0.5
总功W总/J
0.8
1.1
1.55
机械效率η
62.5%
68.2%
80.6%
(1)请你帮小红计算第3次实验得到的数据W有用、W总和η(写出计算过程)。
(2)该实验能验证“机械效率越高越省力”吗？写出你的看法。
(3)完成实验后，小红又产生一个猜想“如果减小斜面摩擦，可以提高斜面的机械效率吗？”请你运用所学的知识，说明小红的猜想是否正确，简述其理由。(简单推理)

详解详析
1．D
2．B　[解析] 不计摩擦和绳重，因滑轮组甲和乙的动滑轮重力相等，将不同重物提升相同的高度，由W额外＝G动h可知，所做额外功相等；又因图甲提升的钩码少，所做有用功少，由机械效率的公式：η＝＝可知，η甲＜η乙。
3．C
4．D　[解析] 机械效率是指有用功占总功的百分比，对滑轮组来说，有几段绳子拉重物，绳端移动的距离s就是重物移动距离h的几倍。故机械效率：η＝＝＝＝(n为拉重物的绳子段数)，所以用同一滑轮组提升同一重物，两次提升的高度不同，在不考虑摩擦时，滑轮组的机械效率相同。
5．D　[解析] 由公式W有用＝Gh可知，若想增大有用功，可增大提升物体的重力或高度，增大提升重物速度不能增大有用功，故A不正确；在不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功为额外功，由公式W额外＝G动h可知，减小动滑轮重力和提升高度可减小额外功，故B不正确；对于同一个滑轮组在不计绳重和摩擦的情况下，机械效率可用公式η＝＝计算，则增大物重和减小动滑轮重均可提高机械效率，故选项C不正确、D正确。
6．(1)不变　(2)增大　(3)减小
7．(1)5.0　2　75%　(2)减小
[解析] (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＝＝＝＝75%；(2)滑轮组的机械效率与被提升物体重力和动滑轮重力有关，当被提升物重不变时，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，此时的机械效率会减小。
8．100　250　80%
9．(1)匀速　(2)不正确　摩擦　(3)0.4　80%　(4)1、2　(5)2、3　(6)不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高(或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低)
10．(1)W有用＝Gh＝5 N×0.2 m＝1 J，
W总＝Fs＝2.7 N×0.5 m＝1.35 J，
η＝＝≈74.1%。
(2)分析表中第1、2次的实验数据可知，斜面的机械效率越高越费力，因此该实验不能验证机械效率越高越省力。
(3)因为斜面高度不变，减小摩擦，则W总减小，而W有用不变，由η＝可知，机械效率变大，故小红的猜想正确。