2019年中考物理实验专题复习-探究滑轮组的机械效率的实验(答案解析).docx

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1、2019年中考物理实验专题复习 探究滑轮组的机械效率的实验答案解析1.（2018铜仁）如图所示，小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时，用20N的拉力将重为30N的物体匀速提升30cm.求：此滑轮组是由 段绳子承担动滑轮和物体的总重。滑轮组的机械效率是 %测量滑轮组的机械效率时，下列因素中：a动滑轮重力、b绳子绕法、c摩擦力、d定滑轮重力、e物体重力，对滑轮组机械效率有影响的是（）AacdeBbceCaceDabcde【专题】实验题；测量型实验综合题【分析】（1）根据作用在动滑轮上的条数确定几条绳子承担重物；（3）根据机械效率的概念分析解答。【解答】解：因为一个动滑轮提供两条绳子，而动滑轮中间的

2、挂钩也提供一条，所以重物和动滑轮由3段绳子承担；滑轮组的机械效率：总功等于有用功加额外功，减小动滑轮重力，可以减小额外功，从而减小总功，根据可知，可以提高滑轮组的机械效率，故a有影响；，改变绳子绕法、减小定滑轮重力，滑轮组的机械效率不变，不能提高滑轮组机械效率，故b、d无影响；总功等于有用功加额外功，减小绳子与滑轮之间的摩擦，额外功减小，总功减小，有用功不变，可以提高滑轮组的机械效率，故c有影响；，增大重物重力，可以提高滑轮组的机械效率，故e有影响；故选C。故答案为：3；75；C。【点评】此题考查滑轮组的认识、提高机械效率的方法，是一道综合性较强的题目，考查非常全面，需要学生具备扎实的物理知识

3、。2.（2018南通）小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N机械效率120.101.066.7%230.101.471.4%360.102.5（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，绳端移动距离为0.3m。（2）第3次实验的机械效率为80%。（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是增加物重；小华所用动滑轮的重一定小于1N。【分析】（1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离物体升高距离的3倍；（2）根据公式=可计算出机械效率；（3）根据1、2

4、、3次实验中使用同样的滑轮组，做的额外功相同；提起的物体越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，机械效率越大。当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，根据G动=nFG物算出动滑轮的重力。【解答】解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；由图示可知，滑轮组承重绳子有效股数n=3，弹簧测力计移动的距离s=3h=30.10m=0.3m；（2）第3次测量中，有用功：W有用=Gh=6N0.10m=0.60J；做功：W总=Fs=2.5N0.30m=0.75J；机械效率为：3=100%=100%=80%；（3）由1、2、3次数据知，同一滑

5、轮组，物体越重，机械效率越高，故增加物重可以提高同一滑轮组的机械效率；当物体越重时，对滑轮的压力越大，摩擦力越大，所以第一次实验受摩擦力的影响最小，此时滑轮的重力为：G动=nFG物=31N2N=1N。故答案为：（1）匀速；0.3；（2）80；（3）增加物重；1。【点评】滑轮组的机械效率跟提起的物重有关，跟物体升高的距离、移动的速度、绳子的绕法无关。通过增加提起的物重来提高机械效率。本题关键：一是知道改变机械效率的方法（增大提升重物的重、减少摩擦机械重），二是承担物重的绳子股数的确定。3（2018西宁）小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，

6、小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。物理量滑轮组装置甲装置乙钩码重G/N44钩码上升高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.61.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率71.4%（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是0.8N，甲滑轮组的机械效率是83.3%；（2）由计结果可以确定小马的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮的个数，由此可知，可采用尽可能的减小动滑轮的个

7、数的方法来提高滑轮组的机械效率。（3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率等于（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。【解答】解：（1）甲装置的有用功：W有用=Gh=4N0.1m=0.4J；总功：W总=Fs=1.6N0.3m=0.48J；额外功：W额=W总W有用=0.48J0.4J=0.08J；根据W额=G动h知，动滑轮的重力：G动=0.8N；装置甲的机械效率：=100%=100%83.3%；（2）由表格数据可知，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确；这个实

8、验说明了影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的个数，尽可能的减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率；（3）由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由=100%可知两者的机械效率相同。故答案为：（1）0.8；83.3%；（2）小马；动滑轮的个数；尽可能的减小动滑轮的个数；（3）等于。4（2018黔南州）18如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从

9、图中的A位置匀速竖直上升到B位置，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺，其中多余的器材是天平；（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是10.0cm。（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是83.3%，拉力F做功的功率是0.12W。【解答】解：（1）实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；（2）由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；（3）弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.

10、2m；拉力做的功即总功为：W总=FS=1.2N0.2m=0.24J；有用功为：W有=Gh=mgh=0.2kg10N/kg0.1m=0.2J；机械效率为：=83.3%；拉力F做功的功率是：P=0.12W。故答案为：（1）天平；（2）10.0；（3）83.3%；0.12。5（2018绵阳）某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；（v）用动滑轮质量

11、不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素回答以下问题：（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是绳子。（2）滑轮组机械效率的计算公式是=（用直接测得的物理量符号表示）。（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有ADE（填序号，可能不止一项正确）。A在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小B在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大C忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同D忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同E忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大F忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物

12、质量越大，则机械效率越小【分析】（1）（2）滑轮组是用绳子把定滑轮和动滑轮组装而成的机械装置，根据滑轮组的机械效率公式=分析探究所需要测量的工具以及测量的量、表达式；（3）滑轮组机械效率与物体重力、动滑轮的重力，以及摩擦力的大小有关，在有用功不变的情况下，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低。【解答】解：（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子；（2）由滑轮组的图上可知，n=3滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs=Fnh=3Fh，机械效率的表达式为=；（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；CD、忽略摩擦，滑轮组的

13、机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选ADE。故答案为：（1）绳子；（2）；（3）ADE。【点评】本题考查了实验探究滑轮组的机械效率，要学会依据公式（原理）确定实验器材、实验所要测量的物理量、实验步骤、实验数据表格的设计等能力。23（6分）（2018德州）测量滑轮组的机械效率：步骤如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计分析表中数据可知：实验2是用图乙做的实验实验序号3中的机械效率=80

14、%装置图表格实验序号钩码重量G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4结论通过比较1、2（填实验序号）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。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：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问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法不正确（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。【分析】（1）根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的

15、高度h的关系，s=nh，求出实验1中绳子的有效段数分析；求出实验2中绳子的有效段数分析；根据=100%求第3次实验的机械效率：（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，找出合适的次数；比较实验2和3的相同条件和不同条件得出结论；（3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑。【解答】解：（1）根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh，故实验1中绳子的有效段数：n=3；实验2中绳子的有效段数：n=3；由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N，第2次物体的重力为8N，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的

16、：第3次实验的机械效率：3=100%=80%；（2）根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合要求，可以得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。比较实验2和3可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。故答案为：乙；80%；1、2；越低；不正确；摩擦力。【点评】本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、绳子自

17、由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系、机械效率的计算、数据分析及摩擦力的知识。7（2018齐齐哈尔）某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示（1）实验中应沿竖直方向匀速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，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法不正确（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响（3）用丁图装置进行实验，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1、2两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绳子段数无关（填实验次数的序号）（5）通过

18、比较2、3两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（填实验次数的序号）（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高（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 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N绳端移动距离s/m 机械效率 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%【考点】F8：滑轮（组）机械效率的测量实验【分析】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧

19、测力计；（2）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑；（3）根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系s=nh求解；根据机械效率公式求解；（4）研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的质量相同，改变绳子的有效段数；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制绳子的段数相同；（6）对比3、4两次实验的相同和不同量，结论表中数据得出结论【解答】解：（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；（3）丁图中，

20、绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离s=nh=40.1m=0.4m，滑轮组的机械效率：=80%；（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两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绳子段数无关；（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制

21、滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两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，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：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（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）故答案为：（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

22、低【点评】本题测滑轮组机械效率，考查注意事项、控制变量法的运用、机械效率的计算、数据的分析等，综合性较强8. （2018泰安）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N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：（1）物体提升的高度是5.0cm，拉力是2N，该滑轮组的机械效率=75%；（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变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【分析】（1）读

23、出BB之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；根据测力计的分度值读出测力计示数；知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；根据=求出机械效率。（2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。【解答】解：（1）测力计B位置匀速提升到B位置，测力计上升的高度为：s=15.0cm；由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则物体上的高度为：h=s=15.0cm=5.0cm；由图可知，测力计的示数为2N；该动滑轮的机械效率：=75%；（3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。故答案为：（1）5.0； 2；75%；（2）变小。【点评】学生进行实验时，只知道要竖直向上匀速拉动绳子，但是不知道为什么这样做，其目的是：保证拉力大小不变，绳子自由端移动距离是物体升高距离的n倍（n是指承担物体和动滑轮绳子的段数）。