中考物理苏科版实验探究型专题20机械效率的影响因素探究二.docx
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中考物理苏科版实验探究型专题20机械效率的影响因素探究二
专题20-机械效率的影响因素探究
(二)
1、(2019•西湖区校级模拟)小乐设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾角之间的关系,如图所示。
她先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾角θ的大小多次实验。
得到下表所示数据:
斜面倾角θ
小车重G/牛
斜面高h/米
斜面长S/米
拉力F/牛
有用功W有/焦
总功W总/焦
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
1.0
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
3.6
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
A
(1)表格中A处的数据应是 。
(2)实验过程中应沿着斜面 拉动小车。
(3)分析表中数据,可以得出的结论是 。
2、(2020•休宁县一模)如图所示是某同学“测量斜面机械效率并研究机械效率与哪些因素有关”的实验装置图及相关数据:
实验次数
斜面倾角θ
物块重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
斜面机械效率
①
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
②
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
60%
(1)该同学第①次实验中测得的斜面的机械效率为 ;
(2)第②次实验中物块受到斜面的摩擦力为 N;
(3)该同学做①②两次实验的目的是 。
3、(2019•河北模拟)小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:
“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?
”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物体重
G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力
F/N
物体移动距离S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.55
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。
(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 。
(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
斜面越缓,越 。
(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:
在其它条件不变的情况下, 。
4、(2021•瑶海区校级一模)小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:
“斜面的机械效率与斜面的
倾斜程度有没有关系?
”针对这个问题,他通过斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据
如表中所示:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物体重
G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力
F/N
物体移动距离s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.55
(1)根据表中的数据可求出第3次实验中机械效率是
(2)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
斜面越缓,越
(3)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:
在其他条件不变的情况下,
5、(2018•埇桥区二模)为了测量杠杆的机械效率,并研究杠杆的机械效率的大小与哪些因素有关,聪聪和明明设计了如图所示的实验装置:
(1)聪聪把两个钩码挂在如图所示的B点,用弹簧测力计在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测得弹簧测力计示数为F,并测得A、B两点上升的高度分别为h1和h2,已知每个钩码质量为m,则上述过程中木质杠杆的机械效率的表达式为η= ;(用已知或测量物理量的符号表示)
(2)明明在聪聪实验后,用一根大小外形完全相同的铁质杠杆代替原来的木质杠杆,然后仍然把两个质量为m的钩码挂在B点,用弹簧测力计在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使得A、B两点上升的高度分别为h1和h2,他发现前后两次实验中,拉力所做的 (选填“有用功”、“额外功”或“总功”)是相同的;然后他们经过进一步的分析得出:
在其它条件都相同时,杠杆自身重力变大,杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6、(2020•高新区二模)某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。
小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时,C点上升了30cm,则杠杆的机械效率为 %。
(2)实验中若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是 。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。
O为杠杆的转轴,不计摩擦。
实验时,给B端施加竖直向下的力,使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。
(图中杠杆为质量分布均匀的直棒)
下表是提升物体时采集到的数据:
实验序号
物重G(N)
拉力(N)
A端上升的高度h/m
B端下降的竖直距离s/m
杠杆的效率
①
2
5
0.04
0.02
②
4
9
0.04
0.02
89%
③
2
5
0.06
0.03
80%
④
6
13
0.04
0.02
92%
(1)第①组实验中,杠杆的机械效率为 。
(2)由 三组实验,可以初步得出的结论:
相同的杠杆,提升的物体越重效率越高。
(3)该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重,分析实验数据可知道杠杆的自重为 N。
7、(2020•湘潭)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钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
8、(2020•天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:
滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关
猜想二:
滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关
为了验证猜想,准备的器材如下:
两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:
实验次数
钩码所受的重力G/Ν
提升高度h/m
拉力F/Ν
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 ;根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式;
(2)分析表中数据可知:
用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 。
9、(2020•湘潭)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钩码上升的高度 (选填“有关“或“无关”)。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
10、(2019•黄石)探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
次数
钩码重力(N)
提升高度(cm)
有用功(J)
拉力(N)
总功(J)
机械效率
1
1.0
40
0.4
1.1
0.88
45%
2
1.5
40
0.6
1.4
1.12
54%
3
2.0
30
1.7
4
2.5
40
1.0
2.0
1.60
63%
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
请你解释出现这种现象的原因 。
(3)乙同学进一步研究,测出动滑轮的质量为100g,根据表格中的数据得出:
总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:
W总>W有+W轮,他猜测还有 因素影响机械效率。
(答一种因素即可)
(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总﹣W有﹣W轮,通过比较第1、2和 组的数据,发现重物的重力越大,差值△W (选“越大”、“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释 。
11、(2021•番禺区校级一模)探究实验:
滑轮组的机械效率是否与绕绳方式有关。
小明在做“测量滑轮组的机械效率”实验中忽然想到:
同一个滑轮组有两种不同的绕绳方式,不同的方式下,滑轮组的机械效率会不会不同呢?
他做了初步的设想,同一个滑轮组,使用不同的绕绳方式,提升相同的物体时测量机械效率。
他已经将滑轮组绕好绳子,请帮他将下列过程补充完整。
(1)请写出实验步骤(若有需要,可补充实验器材)。
(2)设计记录数据的表格。
专题20-机械效率的影响因素探究
(二)
1、(2019•西湖区校级模拟)小乐设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾角之间的关系,如图所示。
她先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾角θ的大小多次实验。
得到下表所示数据:
斜面倾角θ
小车重G/牛
斜面高h/米
斜面长S/米
拉力F/牛
有用功W有/焦
总功W总/焦
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
1.0
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
3.6
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
A
(1)表格中A处的数据应是 。
(2)实验过程中应沿着斜面 拉动小车。
(3)分析表中数据,可以得出的结论是 。
【答案】
(1)81.4%;
(2)与斜面平行向上匀速;(3)斜面倾斜度θ越小时,越省力,斜面机械效率越低。
2、(2020•休宁县一模)如图所示是某同学“测量斜面机械效率并研究机械效率与哪些因素有关”的实验装置图及相关数据:
实验次数
斜面倾角θ
物块重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
斜面机械效率
①
30°
5.0
0.6
4.2
1.2
②
30°
3.0
0.6
2.5
1.2
60%
(1)该同学第①次实验中测得的斜面的机械效率为 ;
(2)第②次实验中物块受到斜面的摩擦力为 N;
(3)该同学做①②两次实验的目的是 。
【答案】
(1)59.5%;
(2)1;(3)控制斜面的倾斜度不变,研究机械效率与物体重力的关系。
3、(2019•河北模拟)小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:
“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?
”针对这个问题,他通过在斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据如表中所示:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物体重
G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力
F/N
物体移动距离S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.55
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做 运动。
(2)根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为 J,机械效率是 。
(3)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
斜面越缓,越 。
(4)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:
在其它条件不变的情况下, 。
【答案】
(1)匀速直线;
(2)1.25;80.6%;(3)省力;(4)斜面越陡,机械效率越大。
4、(2021•瑶海区校级一模)小明利用斜面搬运物体的过程中,提出了一个问题:
“斜面的机械效率与斜面的
倾斜程度有没有关系?
”针对这个问题,他通过斜面上拉动物体进行了探究(如图所示),测得的实验数据
如表中所示:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物体重
G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力
F/N
物体移动距离s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.55
(1)根据表中的数据可求出第3次实验中机械效率是
(2)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
斜面越缓,越
(3)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:
在其他条件不变的情况下,
【答案】
(1)80.6%;
(2)省力;(3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越高。
5、(2018•埇桥区二模)为了测量杠杆的机械效率,并研究杠杆的机械效率的大小与哪些因素有关,聪聪和明明设计了如图所示的实验装置:
(1)聪聪把两个钩码挂在如图所示的B点,用弹簧测力计在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测得弹簧测力计示数为F,并测得A、B两点上升的高度分别为h1和h2,已知每个钩码质量为m,则上述过程中木质杠杆的机械效率的表达式为η= ;(用已知或测量物理量的符号表示)
(2)明明在聪聪实验后,用一根大小外形完全相同的铁质杠杆代替原来的木质杠杆,然后仍然把两个质量为m的钩码挂在B点,用弹簧测力计在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使得A、B两点上升的高度分别为h1和h2,他发现前后两次实验中,拉力所做的 (选填“有用功”、“额外功”或“总功”)是相同的;然后他们经过进一步的分析得出:
在其它条件都相同时,杠杆自身重力变大,杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】
(1)
×100%;
(2)有用功;变小。
6、(2020•高新区二模)某小组同学在用杠杆测定机械效率的实验中。
小敏用如图1所示的实验装置测定杠杆的机械效率。
实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m时,C点上升了30cm,则杠杆的机械效率为 %。
(2)实验中若提升的钩码重一定,则影响杠杆机械效率的主要因素是 。
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
小王用如图2所示的另一实验装置测量杠杆的机械效率。
O为杠杆的转轴,不计摩擦。
实验时,给B端施加竖直向下的力,使挂在杠杆A端的钩码缓缓上升。
(图中杠杆为质量分布均匀的直棒)
下表是提升物体时采集到的数据:
实验序号
物重G(N)
拉力(N)
A端上升的高度h/m
B端下降的竖直距离s/m
杠杆的效率
①
2
5
0.04
0.02
②
4
9
0.04
0.02
89%
③
2
5
0.06
0.03
80%
④
6
13
0.04
0.02
92%
(1)第①组实验中,杠杆的机械效率为 。
(2)由 三组实验,可以初步得出的结论:
相同的杠杆,提升的物体越重效率越高。
(3)该实验中杠杆的效率总小于100%的原因是杠杆有自重,分析实验数据可知道杠杆的自重为 N。
【答案】小敏:
(1)0.5;66.7;
(2)杠杆的重力;(3)变大;
小王:
(1)80%;
(2)①②④;(3)2。
7、(2020•湘潭)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钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
【答案】
(1)匀速;0.6;
(2)0.075;62.5%;(3)大;无关;(4)B。
8、(2020•天津)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:
猜想一:
滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关
猜想二:
滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关
为了验证猜想,准备的器材如下:
两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:
实验次数
钩码所受的重力G/Ν
提升高度h/m
拉力F/Ν
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
请你解答如下问题:
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为 ;根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式;
(2)分析表中数据可知:
用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率 (选填“越高”“越低”或“不变”);
(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是 。
【答案】
(1)80.0%;如上图所示;
(2)越高;
(3)几个自重不同的滑轮。
9、(2020•湘潭)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钩码上升的高度 (选填“有关“或“无关”)。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
【答案】
(1)匀速;0.6;
(2)0.075;62.5%;(3)大;无关;(4)B。
10、(2019•黄石)探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
次数
钩码重力(N)
提升高度(cm)
有用功(J)
拉力(N)
总功(J)
机械效率
1
1.0
40
0.4
1.1
0.88
45%
2
1.5
40
0.6
1.4
1.12
54%
3
2.0
30
1.7
4
2.5
40
1.0
2.0
1.60
63%
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
请你解释出现这种现象的原因 。
(3)乙同学进一步研究,测出动滑轮的质量为100g,根据表格中的数据得出:
总功总
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- 中考 物理 苏科版 实验 探究 专题 20 机械效率 影响 因素