2019年中考物理實驗專題復(fù)習(xí)——探究滑輪組的機械效率的實驗(答案解析)

1、2019年中考物理實驗專題復(fù)習(xí) 探究滑輪組的機械效率的實驗答案解析1.（2018銅仁）如圖所示，小剛做“測量滑輪組的機械效率”實驗時，用20N的拉力將重為30N的物體勻速提升30cm.求：此滑輪組是由 段繩子承擔(dān)動滑輪和物體的總重。滑輪組的機械效率是 %測量滑輪組的機械效率時，下列因素中：a動滑輪重力、b繩子繞法、c摩擦力、d定滑輪重力、e物體重力，對滑輪組機械效率有影響的是（）AacdeBbceCaceDabcde【專題】實驗題；測量型實驗綜合題【分析】（1）根據(jù)作用在動滑輪上的條數(shù)確定幾條繩子承擔(dān)重物；（3）根據(jù)機械效率的概念分析解答。【解答】解：因為一個動滑輪提供兩條繩子，而動滑輪中間的

2、掛鉤也提供一條，所以重物和動滑輪由3段繩子承擔(dān)；滑輪組的機械效率：總功等于有用功加額外功，減小動滑輪重力，可以減小額外功，從而減小總功，根據(jù)可知，可以提高滑輪組的機械效率，故a有影響；，改變繩子繞法、減小定滑輪重力，滑輪組的機械效率不變，不能提高滑輪組機械效率，故b、d無影響；總功等于有用功加額外功，減小繩子與滑輪之間的摩擦，額外功減小，總功減小，有用功不變，可以提高滑輪組的機械效率，故c有影響；，增大重物重力，可以提高滑輪組的機械效率，故e有影響；故選C。故答案為：3；75；C?！军c評】此題考查滑輪組的認(rèn)識、提高機械效率的方法，是一道綜合性較強的題目，考查非常全面，需要學(xué)生具備扎實的物理知識

3、。2.（2018南通）小華用圖示裝置探究滑輪組的機械效率，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：次數(shù)物重G/N物體上升高度h/m拉力F/N機械效率120.101.066.7%230.101.471.4%360.102.5（1）實驗中應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，繩端移動距離為0.3m。（2）第3次實驗的機械效率為80%。（3）分析數(shù)據(jù)可知，提高同一滑輪組的機械效率，可以采取的措施是增加物重；小華所用動滑輪的重一定小于1N?！痉治觥浚?）只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定；重物和動滑輪有三段繩子承擔(dān)，繩子移動的距離物體升高距離的3倍；（2）根據(jù)公式=可計算出機械效率；（3）根據(jù)1、2

4、、3次實驗中使用同樣的滑輪組，做的額外功相同；提起的物體越重，做的有用功越多，有用功占總功的比值越大，機械效率越大。當(dāng)物體越重時，對滑輪的壓力越大，摩擦力越大，所以第一次實驗受摩擦力的影響最小，根據(jù)G動=nFG物算出動滑輪的重力?！窘獯稹拷猓海?）實驗中應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定；由圖示可知，滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=3，彈簧測力計移動的距離s=3h=30.10m=0.3m；（2）第3次測量中，有用功：W有用=Gh=6N0.10m=0.60J；做功：W總=Fs=2.5N0.30m=0.75J；機械效率為：3=100%=100%=80%；（3）由1、2、3次數(shù)據(jù)知，同一滑

5、輪組，物體越重，機械效率越高，故增加物重可以提高同一滑輪組的機械效率；當(dāng)物體越重時，對滑輪的壓力越大，摩擦力越大，所以第一次實驗受摩擦力的影響最小，此時滑輪的重力為：G動=nFG物=31N2N=1N。故答案為：（1）勻速；0.3；（2）80；（3）增加物重；1?！军c評】滑輪組的機械效率跟提起的物重有關(guān)，跟物體升高的距離、移動的速度、繩子的繞法無關(guān)。通過增加提起的物重來提高機械效率。本題關(guān)鍵：一是知道改變機械效率的方法（增大提升重物的重、減少摩擦機械重），二是承擔(dān)物重的繩子股數(shù)的確定。3（2018西寧）小馬和小李設(shè)計了如圖甲、乙所示兩種滑輪組來提升同一重物，在討論滑輪組機械效率時兩人產(chǎn)生了分歧，

6、小馬認(rèn)為：“甲滑輪組的動滑輪個數(shù)少，機械效率高”；小李卻認(rèn)為：“乙滑輪組更省力，機械效率高”。兩人誰也說服不了誰，于是決定進行實驗來驗證自己的猜想是否正確。物理量滑輪組裝置甲裝置乙鉤碼重G/N44鉤碼上升高度h/m0.10.1繩端拉力F/N1.61.4繩端移動距離s/m0.30.4機械效率71.4%（所用每個滑輪的重相同，繩重和摩擦忽略不計），他們在實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示：（1）根據(jù)所測數(shù)據(jù)，請計算一個動滑輪的重力是0.8N，甲滑輪組的機械效率是83.3%；（2）由計結(jié)果可以確定小馬的說法是正確的，這個實驗說明了影響滑輪組機械效率的因素是動滑輪的個數(shù)，由此可知，可采用盡可能的減小動滑輪的個

7、數(shù)的方法來提高滑輪組的機械效率。（3）隨后小馬又設(shè)計了一個方案，如圖丙所示，你認(rèn)為和圖甲裝置對比，在提升同一重物時，裝置丙的機械效率等于（選填“大于”“等于”或“小于”）裝置的機械效率。【解答】解：（1）甲裝置的有用功：W有用=Gh=4N0.1m=0.4J；總功：W總=Fs=1.6N0.3m=0.48J；額外功：W額=W總W有用=0.48J0.4J=0.08J；根據(jù)W額=G動h知，動滑輪的重力：G動=0.8N；裝置甲的機械效率：=100%=100%83.3%；（2）由表格數(shù)據(jù)可知，甲乙裝置中，甲的拉力較大，動滑輪的個數(shù)較少，動滑輪重力小，額外功少，滑輪組的機械效率較高，故小馬的說法正確；這個實

8、驗說明了影響滑輪組機械效率的因素有動滑輪的個數(shù)，盡可能的減小動滑輪的個數(shù)可以提高滑輪組的機械效率；（3）由甲裝置和丙裝置可知，繩子的有效股數(shù)相同、動滑輪的個數(shù)相同、物體的重力相等，繩子的纏繞方式不同，兩裝置中，提升相同的物體上升相同的高度時所做的有用功相同，動滑輪的個數(shù)和摩擦力的大小相同所做的額外功相等，由=100%可知兩者的機械效率相同。故答案為：（1）0.8；83.3%；（2）小馬；動滑輪的個數(shù)；盡可能的減小動滑輪的個數(shù)；（3）等于。4（2018黔南州）18如圖為某同學(xué)測動滑輪機械效率的示意圖。他用彈簧測力計拉動繩子的自由端，將質(zhì)量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從

9、圖中的A位置勻速豎直上升到B位置，這個過程用時2秒，彈簧測力計對繩的拉力為F請你根據(jù)這個同學(xué)做的實驗完成下列問題：（1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩、彈簧測力計和刻度尺，其中多余的器材是天平；（2）如圖，由刻度尺的讀數(shù)可知，鉤碼上升的距離是10.0cm。（3）若彈簧測力計的讀數(shù)為1.2N，則這個動滑輪的機械效率是83.3%，拉力F做功的功率是0.12W?！窘獯稹拷猓海?）實驗中不需要測出鉤碼的質(zhì)量，故多余的器材是天平；（2）由圖可知，刻度尺的分度值是1cm，則鉤碼上升的距離為10.0cm；（3）彈簧測力計從25cm開始上升，上升到45cm處，繩子末端移動的距離s=20.0cm=0.

10、2m；拉力做的功即總功為：W總=FS=1.2N0.2m=0.24J；有用功為：W有=Gh=mgh=0.2kg10N/kg0.1m=0.2J；機械效率為：=83.3%；拉力F做功的功率是：P=0.12W。故答案為：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。5（2018綿陽）某小組同學(xué)測量滑輪組的機械效率。實驗步驟有：（i）按照如圖所示安裝滑輪組，測鉤碼重力G并記鉤碼和繩端的位置（ii）用彈簧測力計緩慢拉動繩端，使鉤碼上升，讀出拉力F的值，并測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s；（iii）記錄實驗數(shù)據(jù)填入表格中（表格略）；（iv）多次改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實驗；（v）用動滑輪質(zhì)量

11、不同的兩個滑輪組吊相同的鉤碼，分別測機械效率；（vi）分析測量結(jié)果，討論影響機械效率的因素回答以下問題：（1）除了如圖所示器材和彈簧測力計外，還需要的器材是繩子。（2）滑輪組機械效率的計算公式是=（用直接測得的物理量符號表示）。（3）關(guān)于影響滑輪組機械效率的因素，該小組同學(xué)討論后得到以下認(rèn)識，你認(rèn)為正確的有ADE（填序號，可能不止一項正確）。A在相同情況下，摩擦越大，機械效率越小B在相同情況下，摩擦越大，機械效率越大C忽略摩擦，定滑輪質(zhì)量相同，則機械效率相同D忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，則機械效率相同E忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，則機械效率越大F忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物

12、質(zhì)量越大，則機械效率越小【分析】（1）（2）滑輪組是用繩子把定滑輪和動滑輪組裝而成的機械裝置，根據(jù)滑輪組的機械效率公式=分析探究所需要測量的工具以及測量的量、表達(dá)式；（3）滑輪組機械效率與物體重力、動滑輪的重力，以及摩擦力的大小有關(guān)，在有用功不變的情況下，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，除了滑輪，彈簧測力計外，還需要組裝滑輪的繩子；（2）由滑輪組的圖上可知，n=3滑輪組做的有用功為W有=Gh，總功為W總=Fs=Fnh=3Fh，機械效率的表達(dá)式為=；（3）AB、在相同情況下，摩擦越大，所做的額外公功越多，機械效率越小，故A正確，B錯誤；CD、忽略摩擦，滑輪組的

13、機械效率，與定滑輪的質(zhì)量無關(guān)，動滑輪質(zhì)量相同，重力相同，額外功相同，則機械效率相同，故C錯誤、D正確；EF、忽略摩擦，動滑輪質(zhì)量相同，所吊重物質(zhì)量越大，所做的有用功越多，則機械效率越大。故E正確、F錯誤。故選ADE。故答案為：（1）繩子；（2）；（3）ADE?！军c評】本題考查了實驗探究滑輪組的機械效率，要學(xué)會依據(jù)公式（原理）確定實驗器材、實驗所要測量的物理量、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)表格的設(shè)計等能力。23（6分）（2018德州）測量滑輪組的機械效率：步驟如圖所示為測量某滑輪組機械效率的實驗裝置。實驗時沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計分析表中數(shù)據(jù)可知：實驗2是用圖乙做的實驗實驗序號3中的機械效率=80

14、%裝置圖表格實驗序號鉤碼重量G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4結(jié)論通過比較1、2（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高。通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低問題討論實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)靜止時讀數(shù)。你認(rèn)為他的想法不正確（選填“正確”或“不正確”），因為他沒有考慮到摩擦力對滑輪組機械效率的影響?！痉治觥浚?）根據(jù)繩子自由端移動的距離s與提升物體的

15、高度h的關(guān)系，s=nh，求出實驗1中繩子的有效段數(shù)分析；求出實驗2中繩子的有效段數(shù)分析；根據(jù)=100%求第3次實驗的機械效率：（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，找出合適的次數(shù)；比較實驗2和3的相同條件和不同條件得出結(jié)論；（3）在測力計靜止時，不會克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦考慮。【解答】解：（1）根據(jù)繩子自由端移動的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系，s=nh，故實驗1中繩子的有效段數(shù)：n=3；實驗2中繩子的有效段數(shù)：n=3；由表格數(shù)據(jù)知：第1次實驗物體的重力為4N，第2次物體的重力為8N，故第1次是用甲圖做的實驗，第2次是用乙圖做的

16、：第3次實驗的機械效率：3=100%=80%；（2）根據(jù)控制變量法，要探究滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系，需要控制繩子的段數(shù)相同，改變物體的重力，表格中1、2兩次實驗符合要求，可以得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高。比較實驗2和3可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率越低；（3）在彈簧測力計靜止時讀出了數(shù)據(jù)，由于不會克服繩與輪之間的摩擦，所以測得的拉力偏小，她的想法是不正確的，因為她沒有考慮到摩擦對滑輪組機械效率的影響。故答案為：乙；80%；1、2；越低；不正確；摩擦力。【點評】本題測量滑輪組的機械效率，考查注意事項、繩子自

17、由端移動的距離s與提升物體的高度h的關(guān)系、機械效率的計算、數(shù)據(jù)分析及摩擦力的知識。7（2018齊齊哈爾）某小組在“測滑輪組機械效率的實驗”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實驗裝置如圖所示（1）實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計（2）小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法不正確（選填“正確”或“不正確”），因為她沒有考慮到摩擦對滑輪組機械效率的影響（3）用丁圖裝置進行實驗，得出表中第4次實驗數(shù)據(jù)，請將表中的兩個數(shù)據(jù)填寫完整（4）通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān)（填實驗次數(shù)的序號）（5）通過

18、比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高（填實驗次數(shù)的序號）（6）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組機械效率越高（不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低 實驗次數(shù) 鉤碼重量G/N 鉤碼上升高度h/m 繩端拉力F/N繩端移動距離s/m 機械效率 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 2.50.480%【考點】F8：滑輪（組）機械效率的測量實驗【分析】（1）實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧

19、測力計；（2）在測力計靜止時，不會克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦考慮；（3）根據(jù)繩端移動距離與物體升高的高度的關(guān)系s=nh求解；根據(jù)機械效率公式求解；（4）研究同一滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時，要控制提升物體的質(zhì)量相同，改變繩子的有效段數(shù)；（5）研究同一滑輪組提升重物時，機械效率與物重的關(guān)系時，要控制繩子的段數(shù)相同；（6）對比3、4兩次實驗的相同和不同量，結(jié)論表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論【解答】解：（1）實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計，這樣測力計示數(shù)才等于拉力大??；（2）在彈簧測力計靜止時讀出了數(shù)據(jù)，由于不會克服輪與軸、繩與輪之間的摩擦，所以測力計示數(shù)偏小，他的想法是不正確的；（3）丁圖中，

20、繩子的有效段數(shù)為n=4，繩端移動距離s=nh=40.1m=0.4m，滑輪組的機械效率：=80%；（4）繩端移動距離與物體升高的高度的關(guān)系為s=nh，所以，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知實驗1、2、3中繩子的有效段數(shù)分別為2、3、3；再結(jié)合鉤碼的重力可知，實驗1、2、3分別是用甲、乙、丙裝置做的實驗，根據(jù)控制變量法，研究同一滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)的關(guān)系時，要控制提升物體的重力相同、滑輪個數(shù)也相同，只改變繩子的有效段數(shù)，所以應(yīng)比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)；通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時，滑輪組的機械效率與繩子段數(shù)無關(guān)；（5）研究同一滑輪組提升重物時，機械效率與物重的關(guān)系時，要控制

21、滑輪個數(shù)相同、繩子的段數(shù)相同，只改變物體的重力，故通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機械效率越高（6）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)，即對應(yīng)的圖丙、圖丁兩裝置，滑輪組不同，提升的重物相同，動滑輪越重機械效率越小，故可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高（不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低）故答案為：（1）勻速；（2）不正確；摩擦；（3）0.4；80%；（4）1、2；（5）2、3；（6）不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高（或不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越