專題17　簡(jiǎn)單機(jī)械實(shí)驗(yàn)探究（解析版）

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒

專題17簡(jiǎn)單機(jī)械實(shí)驗(yàn)探究

類型一探究簡(jiǎn)單機(jī)械相關(guān)的使用規(guī)律..........................................................................................................1

【訓(xùn)練1探究杠桿平衡條件】..................................................................................................................1

【訓(xùn)練2探究滑輪(滑輪組)的省力規(guī)律】...............................................................................................5

類型二機(jī)械效率的測(cè)量..................................................................................................................................7

【訓(xùn)練1測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率】..........................................................................................................7

【訓(xùn)練2測(cè)量斜面的機(jī)械效率】............................................................................................................11

【訓(xùn)練3測(cè)量杠桿的機(jī)械效率】............................................................................................................13

【方法歸納】

1.探究簡(jiǎn)單機(jī)械相關(guān)的使用規(guī)律

（1）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡，這樣做的好處是：一、方便直接從杠

桿上讀出力臂；二、可以避免杠桿重量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。

（2）在探究滑輪的省力規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，為避免滑輪重量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)使用輕質(zhì)滑輪進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或

測(cè)出滑輪和物體的總重量，再與拉力進(jìn)行比較，從而得出結(jié)論。

（3）為了得到普遍性的規(guī)律，應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。

2.機(jī)械效率的測(cè)量

（1）測(cè)量滑輪組、斜面和杠桿的機(jī)械效率的原理是η＝W有/W總＝Gh/(Fs)。實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的

問題有：①讓物體在拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②進(jìn)行多次測(cè)量，利用不完全歸納法概括總結(jié)規(guī)律。

（2）影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物體的重量、動(dòng)滑輪的重量、動(dòng)滑輪與繩子間的摩擦力。

（3）影響斜面機(jī)械效率的因素：物體的重量、斜面的傾斜程度、斜面的光滑程度。

（4）影響杠桿機(jī)械效率的因素：物體的重量、杠桿的重量、杠桿的靈活程度。

【?？碱}型】

類型一探究簡(jiǎn)單機(jī)械相關(guān)的使用規(guī)律

【訓(xùn)練1探究杠桿平衡條件】

1.如圖所示，某同學(xué)用完全相同的鉤碼驗(yàn)證杠桿的平衡條件。杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在杠桿上A點(diǎn)處掛4個(gè)

鉤碼，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在B點(diǎn)處掛________個(gè)鉤碼；如果A、B兩處再各加掛一個(gè)鉤碼，杠桿的

________(填“左”或“右”)端會(huì)下沉。

【答案】6左

第1頁共14頁.

【解析】設(shè)杠桿上一小格的長(zhǎng)度是l，一個(gè)鉤碼重是G，由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2得，4G×3l＝nG×2l，

解得n＝6。如果再在A、B兩處各加掛一個(gè)鉤碼，有5G×3l＞7G×2l，故杠桿的左端會(huì)下沉。

2.如圖所示，用一輕直桿把飛機(jī)機(jī)翼模型固定在輕質(zhì)杠桿上，直桿始終與杠桿垂直，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直

向下拉，使杠桿始終在水平位置平衡。彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖中的放大圖。那么機(jī)翼模型所受的重力為

________N。當(dāng)對(duì)模型水平向右吹風(fēng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將________(填“變大”“不變”或“變小”)。

【答案】2.4變小

【解析】由圖知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F＝3.2N；由杠桿平衡條件得：G×l左＝F×l右，G×4l＝3.2N×3l，解

得G＝2.4N；對(duì)模型水平向右吹風(fēng)，模型受到向上的升力，導(dǎo)致阻力減小，由題知，阻力臂與動(dòng)力臂不變，

由杠桿平衡條件知?jiǎng)恿ψ冃?，即彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小。

3．用如圖所示的裝置做“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，杠桿的位置如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向________(填

“左”或“右”)移動(dòng)。

(2)如圖乙所示，在刻度線“2”處掛2個(gè)鉤碼，在刻度線“4”處用調(diào)好的彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉杠桿，杠

桿在水平位置平衡時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1。將彈簧力計(jì)斜向左拉，杠桿在水平位置平衡時(shí)，其示數(shù)

F2________F1；再將彈簧測(cè)力計(jì)斜向右拉，杠桿在水平位置平衡時(shí)，其示數(shù)F3______F1。(均填“>”“＝”或

“<”)

(3)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論后，利用圖乙所示的裝置，只借助杠桿上的刻度線，右側(cè)只使用彈簧測(cè)力計(jì)，左側(cè)只

懸掛重物，若彈簧測(cè)力計(jì)的量程是0～2.5N，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，通過計(jì)算可知，懸掛的重物最

重可達(dá)______N。

【答案】(1)右(2)>；>(3)12.5

【解析】(2)將彈簧測(cè)力計(jì)斜向左拉或?qū)椈蓽y(cè)力計(jì)斜向右拉，阻力和阻力臂不變，拉力的力臂變短，

根據(jù)杠桿的平衡條件可知，杠桿在水平位置平衡時(shí)，拉力變大，則F2＞F1、F3＞F1。(3)設(shè)杠桿上的一個(gè)刻

度為1cm，重物的重力為G，根據(jù)杠桿的平衡條件可得G×1cm＝2.5N×5cm，解得G＝12.5N。

4.以下是小桂“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)前，杠桿靜止時(shí)如圖所示，接下來小桂應(yīng)將平衡螺母向________端調(diào)節(jié)，使杠桿處于水平平衡

狀態(tài)。

(2)調(diào)節(jié)好后，小桂在杠桿兩邊掛上不同數(shù)量的鉤碼，并不斷調(diào)節(jié)懸掛位置直至杠桿在________位置平

衡，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表后，分析得出杠桿的平衡條件：____________________________

________________。

動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m

25110

第2頁共14頁.

(3)小桂僅憑一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就得出結(jié)論的做法是否科學(xué)？答：________。

【答案】（1）左；（2）水平；動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；（3）否

【解析】（1）由圖可知，杠桿靜止時(shí)，杠桿右端下沉，則平衡螺母需向左調(diào)節(jié)，使杠桿水平平衡；

（2）給杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼位置，使杠桿重新在水平位置平衡；根據(jù)表格中的數(shù)

據(jù)可知，杠桿的平衡條件是：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂；

（3）測(cè)出了一組數(shù)據(jù)后就得出了“動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂”的結(jié)論，由一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就得出結(jié)論具

有偶然性，故不科學(xué)。

5.小勇在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有杠桿、支架、細(xì)線、質(zhì)量相同的鉤碼若干。

(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示靜止在桌面上，此時(shí)杠桿_______

(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)，為了調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，他應(yīng)將兩側(cè)的平衡螺母向________邊

調(diào)。

(2)小勇在水平平衡的杠桿兩邊掛上鉤碼后如圖乙所示，他應(yīng)該在下列方法中選擇________使杠桿重新

在水平位置平衡。

A．向左調(diào)節(jié)平衡螺母B．將左側(cè)鉤碼向左移動(dòng)C．增加右側(cè)鉤碼個(gè)數(shù)

(3)進(jìn)行正確操作后測(cè)出力和力臂記錄在如下表格中。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm

13443

24554

35665

小勇根據(jù)表中記錄的多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出如下結(jié)論：動(dòng)力＋動(dòng)力臂＝阻力＋阻力臂。小華說他得出

的結(jié)論是錯(cuò)誤的，小華判斷的依據(jù)是____________________________。

【答案】（1）是；左；（2）B；（3）將不同的物理量進(jìn)行了加法運(yùn)算。

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)前，杠桿如圖甲所示，此時(shí)杠桿靜止，處于平衡狀態(tài)；杠桿不在水平位置，右端向下

傾斜，左端上翹，故應(yīng)向左調(diào)節(jié)平衡螺母。

(2)由圖乙可知，杠桿不在水平位置，右端向下傾斜，左端上翹，則左側(cè)力與力臂的乘積要小于右側(cè)力

與力臂的乘積；A.在實(shí)驗(yàn)的過程中，不能通過調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，故A錯(cuò)誤；B.將左側(cè)

鉤碼向左移動(dòng)，左側(cè)的力不變，力臂變大，則左側(cè)力與力臂的乘積變大，會(huì)使杠桿平衡，故B正確；C.增

加右側(cè)鉤碼個(gè)數(shù)，右側(cè)的力臂不變，力變大，力與力臂的乘積變大，杠桿不會(huì)平衡，C錯(cuò)誤。

(3)力的單位是N，力臂的單位是cm，兩個(gè)物理量的單位不相同，不能進(jìn)行加減運(yùn)算。

第3頁共14頁.

6.某實(shí)驗(yàn)小組在“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在________位置平衡，若出現(xiàn)如圖甲所示情況，應(yīng)將杠桿的平衡螺母向

________(填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。

(2)杠桿平衡后，他們?cè)趫D乙所示的A位置掛上3個(gè)鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)在B位

置掛上_______個(gè)相同的鉤碼。

次數(shù)F1/Nl1/mF2/Nl2/m

12.00.05△0.10

23.00.102.00.15

32.00.303.0☆

(3)上表是該小組在實(shí)驗(yàn)中記錄杠桿平衡的部分?jǐn)?shù)據(jù)，空格處所缺的數(shù)據(jù)：△＝______，☆＝______。

【答案】（1）水平左（2）6（3）1.0；0.20

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)首先調(diào)節(jié)杠桿使其在水平位置平衡，好處是便于測(cè)量力臂；由圖甲知，左端較高，

所以應(yīng)將平衡螺母向左端調(diào)節(jié)；

(2)設(shè)一格長(zhǎng)為L(zhǎng)，一個(gè)鉤碼重G，則有3G×4L＝nG×2L，n＝6，故應(yīng)在B處掛6個(gè)相同的鉤碼；

(3)根據(jù)杠桿平衡條件F1l1＝F2l2可得：2.0N×0.05m＝F2×0.10m，解得F2＝1.0N；2.0N×0.30m＝3.0N×l2，

解得l2＝0.20m。

7.小紅和小華在做“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中：

(1)實(shí)驗(yàn)前，把杠桿中心支在支架上，杠桿靜止在圖甲所示位置，小紅將右端的平衡螺母向右調(diào)，小華

認(rèn)為也可以將左端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)調(diào)，使杠桿在水平位置平衡。

(2)實(shí)驗(yàn)中，他多次在杠桿兩端加掛鉤碼，并調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿保持水平平衡，記錄多組數(shù)據(jù)，這

樣做的目的是______________________。

(3)如圖乙所示，始終保持杠桿在水平位置平衡，小紅將彈簧測(cè)力計(jì)從①位置移動(dòng)到②位置時(shí)，測(cè)力計(jì)

的示數(shù)將________(填“變大”“變小”或“不變”)。

【答案】(1)右(2)尋找普遍規(guī)律(3)變大

【解析】(1)如圖甲，杠桿左端下沉，杠桿的右端上翹，應(yīng)將杠桿重心向右移，所以應(yīng)將兩端的平衡螺

母(左端和右端的均可)向右調(diào)節(jié)；

(2)探究杠桿平衡的條件時(shí)，多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，

使結(jié)論具有普遍性；

第4頁共14頁.

(3)將彈簧測(cè)力計(jì)從①位置移動(dòng)到②位置時(shí)，拉力F的力臂變小，由杠桿平衡條件可知，測(cè)力計(jì)的示數(shù)

將變大。

【訓(xùn)練2探究滑輪(滑輪組)的省力規(guī)律】

8．做物理實(shí)驗(yàn)要遵循實(shí)事求是的原則。小雯同學(xué)在“研究定滑輪和動(dòng)滑輪特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，完成了如圖

所示的實(shí)驗(yàn)，并記錄了如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N使用定滑輪時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1/N使用動(dòng)滑輪時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2/N

11.000.600.65

21.501.100.90

32.001.601.15

通過分析數(shù)據(jù)，她覺得與書中的結(jié)論偏差較大。你一定也做過這樣的實(shí)驗(yàn)，回想你的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，回答

下列問題：

(1)該實(shí)驗(yàn)中，使用定滑輪時(shí)“省了力”的原因是：________________________________。使用動(dòng)滑輪沒

有“省一半力”的原因是：______________________________________________________________。

(2)請(qǐng)你對(duì)小雯的實(shí)驗(yàn)方法提出合理的改進(jìn)意見：

①乙實(shí)驗(yàn)中，___________________________________________________。

②丙實(shí)驗(yàn)中，____________________________________________________。

【答案】(1)彈簧測(cè)力計(jì)外殼有一定的重量；動(dòng)滑輪有一定的重量(2)①將彈簧測(cè)力計(jì)倒過來使用；②

先測(cè)出鉤碼和動(dòng)滑輪的總重，再比較拉力與總重量的關(guān)系

【解析】(1)定滑輪不能省力，但小雯使用定滑輪時(shí)卻省了力，觀察圖乙即可發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)樗褟椈蓽y(cè)

力計(jì)倒著使用，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的外殼受到的重力，也對(duì)物體施加了拉力。動(dòng)滑輪能省一半的力，但小雯

使用動(dòng)滑輪卻沒有省一半的力，這是因?yàn)榇藭r(shí)拉力是克服物體和動(dòng)滑輪的總重，故拉力會(huì)大于物重的一半。

9．某小組為了探究“使用動(dòng)滑輪的省費(fèi)力情況”，選擇器材如下：動(dòng)滑輪(重1.0N)、鉤碼若干(每個(gè)鉤碼

重0.5N)、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩等。實(shí)驗(yàn)過程中，小明多次改變動(dòng)滑輪所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，分別記下每次所掛鉤

碼的重力及對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，并將所測(cè)得的數(shù)據(jù)填寫在表格中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678

動(dòng)滑輪重G0/N1.01.01.01.01.01.01.01.0

所掛鉤碼的重力G/N0.51.01.52.02.53.03.54.0

彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N0.81.01.31.51.82.02.32.5

(1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在忽略摩擦、繩重及實(shí)驗(yàn)誤差的條件下，可以得出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與鉤碼的重

力G以及動(dòng)滑輪的重力G0的關(guān)系式為________________________________________________________

________________。

(2)在分析數(shù)據(jù)時(shí)，小聰建議利用圖象來處理數(shù)據(jù)，并在圖中利用描點(diǎn)法畫出了G0、G、F與實(shí)驗(yàn)次數(shù)

的圖象，請(qǐng)你根據(jù)圖象總結(jié)出小明探究的結(jié)論。

第5頁共14頁.

1

【答案】(1)F＝(G＋G0)(2)結(jié)合圖象可知：①當(dāng)G＞G0時(shí)，所掛鉤碼的重力越大，使用動(dòng)滑輪越省

2

力；②當(dāng)G＜G0時(shí)，使用動(dòng)滑輪費(fèi)力；③當(dāng)G＝G0時(shí)，使用動(dòng)滑輪不省力，也不費(fèi)力。

【解析】解決此題要知道在實(shí)驗(yàn)時(shí)，動(dòng)滑輪自身的重量、動(dòng)滑輪與繩子之間存在摩擦阻力等，都會(huì)影

1

響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)合圖形分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。由表格數(shù)據(jù)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn)＝(G＋G0)。

2

10.在探究動(dòng)滑輪使用特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，各小組按照?qǐng)D(a)中所示的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)器

材都相同(摩擦力可忽略不計(jì))。

甲小組按照實(shí)驗(yàn)要求在滑輪上掛上鉤碼，豎直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，每次都勻速提起鉤碼，如圖(a)所示。

乙、丙兩個(gè)小組的同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有注意按照要求規(guī)范操作，他們斜向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，勻速提起鉤碼，

實(shí)驗(yàn)情況分別如圖(b)、(c)所示。各小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。

表一(甲小組)表二(乙小組)表三(丙小組)

實(shí)驗(yàn)序號(hào)物體的重測(cè)力計(jì)的實(shí)驗(yàn)序號(hào)物體的重測(cè)力計(jì)的實(shí)驗(yàn)序號(hào)物體的重測(cè)力計(jì)的

力/N示數(shù)/N力/N示力/N示

數(shù)/N數(shù)/N

11.00.641.00.771.00.8

22.01.152.01.382.01.6

33.01.663.01.893.02.3

(1)由所學(xué)知識(shí)我們知道：若不計(jì)繩重和摩擦，使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，根據(jù)以上小組的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)

求出他們所用動(dòng)滑輪的重力為________N。

(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是

_____________

________________________。

(3)如果家里安裝日光燈，你認(rèn)為更合理的為圖________(填“甲”或“乙”)。

【答案】（1）0.2（2）拉力與豎直方向夾角越大，拉力越大（3）甲

第6頁共14頁.

【解析】（1）甲小組按照實(shí)驗(yàn)要求在滑輪上掛上鉤碼，由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知G＝1.0N、F＝0.6N；

1

不計(jì)繩重和摩擦，由動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可得F＝(G＋G動(dòng))，則動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)＝2F－G＝2×0.6N－1.0N＝0.2

2

N。

（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4、7(或2、5、8或3、6、9)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)條件可知，使用動(dòng)滑輪勻速

提起同一重物時(shí)，拉力與豎直方向夾角越大，拉力越大。

（3）根據(jù)(2)中結(jié)論“拉力與豎直方向夾角越大，拉力越大”可知，圖乙繩子承受的拉力大，故圖甲更合

理。

類型二機(jī)械效率的測(cè)量

【訓(xùn)練1測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率】

1．小李和同學(xué)們進(jìn)行測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)：

(1)他們按照如圖所示的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中甲、乙實(shí)驗(yàn)用的是同一滑輪組。在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)________

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。

(2)他們記錄的數(shù)據(jù)如下表所示，丙實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率為________。

鉤碼總重鉤碼上升高彈簧測(cè)力計(jì)繩子自由端移動(dòng)

實(shí)驗(yàn)次序機(jī)械效率η

G/N度h/m的示數(shù)F/N距離s/m

甲1.00.10.50.367%

乙2.50.11.00.383%

丙1.00.10.50.4

(3)對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)甲、乙可得出：同一滑輪組，提升的鉤碼________，機(jī)械效率越高。

(第1題圖)(第2題圖)

【答案】(1)勻速(2)50%(3)越重

【解析】（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。這樣彈簧測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)

W有Gh1.0N×0.1m

力計(jì)的示數(shù)才反映了拉力的大??；(2)機(jī)械效率：η＝＝＝＝50%。

W總Fs0.5N×0.4m

（3）分析甲、乙的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，兩次使用同一滑輪組，第二次比第一次提升的鉤碼重，機(jī)械效率高，

即同一滑輪組，提升的鉤碼越重，機(jī)械效率越高。

2．小明同學(xué)做“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，用相同的滑輪組緩慢提升不同數(shù)量的鉤碼，

記錄數(shù)據(jù)如下表所示。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼的重力G/N鉤碼提升高度h/m拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m機(jī)械效率η

120.10.90.374%

240.11.60.383%

360.1①0.3②

第7頁共14頁.

(1)觀察圖中測(cè)力計(jì)的示數(shù)，表格中編號(hào)①的數(shù)值是________，②的數(shù)值是________。

(2)小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機(jī)械效率的方法，汽車作為一種“機(jī)械”，提高效率

對(duì)節(jié)能減排有重要意義，請(qǐng)你指出以下三種提高效率的方法中，方法________是與本實(shí)驗(yàn)同理的。

方法一：鼓勵(lì)人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員

方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量

方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤(rùn)滑

(3)小明發(fā)現(xiàn)繩端移動(dòng)的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系，于是他認(rèn)為鉤碼數(shù)量一定時(shí)，無論將

鉤碼提升多高都不影響該滑輪組的機(jī)械效率；小芳則認(rèn)為鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機(jī)械效率

就變化了。你認(rèn)為________的看法是正確的。

【答案】(1)2.3；87%(2)一(3)小明

【解析】(1)由圖知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.3N；

W有用Gh6N×0.1m

第三次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝×100%≈87%；

W總Fs2.3N×0.3m

(2)小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)知，同一滑輪組，所掛鉤碼越重，機(jī)械效率越高。

方法一：鼓勵(lì)人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時(shí)，人越多，有用功越多，機(jī)械

效率越高，故符合題意；

方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量，是通過減小額外功來增加機(jī)械效率的，故不符合題意；

方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤(rùn)滑，提高滑輪組機(jī)械效率的方法是通過減小摩擦來增加機(jī)

械效率的，不符合題意。故方法一與本實(shí)驗(yàn)同理；

W有用GhGhG

(3)根據(jù)η＝＝＝＝知，機(jī)械效率與高度無關(guān)，故小明的正確。

W總FsF3h3F

3．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小麗用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了

甲、乙、丙3次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次鉤碼所受的提升高拉力繩端移動(dòng)的

機(jī)械效率η

序重力G/N度h/mF/N距離s/m

甲20.051.00.1566.7%

乙40.051.70.1578.4%

丙60.05①0.15②

(1)實(shí)驗(yàn)中要豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高。

(2)表格中編號(hào)①處數(shù)據(jù)應(yīng)為________，編號(hào)②處數(shù)據(jù)應(yīng)為________。

(3)分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：同一滑輪組的機(jī)械效率主要與____________________有關(guān)。

(4)若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，提升相同的鉤碼時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率________(填

“變大”“變小”或“不變”)。

(第3題圖)(第4題圖)

第8頁共14頁.

【答案】(1)勻速(2)2.4；83.3%(3)所提物體的重量(4)不變

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；(2)由圖知，測(cè)力計(jì)

W有Gh6N×0.05m

的分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；第3次實(shí)驗(yàn)中，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝83.3%；

W總Fs2.4N×0.15m

(3)實(shí)驗(yàn)選用的是同一滑輪組，動(dòng)滑輪的重力不變，分析4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組提起的鉤碼越重，

滑輪組的機(jī)械效率越高，即同一滑輪組的機(jī)械效率主要與提起物體的重量有關(guān)；(4)若將此滑輪組換一種繞

W有W有GhG

繩方法，動(dòng)滑輪的重不變，不計(jì)摩擦及繩重，由η＝＝＝＝可知，提升相同

W總W有＋W額Gh＋G動(dòng)hG＋G動(dòng)

的鉤碼時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率不變。

4．小明在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，利用如圖所示的滑輪組進(jìn)行了4次測(cè)量，測(cè)得數(shù)據(jù)如下

表所示。

實(shí)驗(yàn)鉤碼所受的鉤碼上升的拉力繩端移動(dòng)的機(jī)械

次數(shù)重力G/N高度h/mF/N距離s/m效率η

11.00.10.80.431.25%

21.00.20.80.831.25%

32.00.11.20.441.67%

43.00.11.5

(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)計(jì)算得出第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)繩端移動(dòng)的距離s＝________m，機(jī)械效率η＝________。

(2)通過比較1、3和4三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率________。

(3)在忽略摩擦力和繩重的前提下，通過第1次數(shù)據(jù)可算出動(dòng)滑輪的重力為________N。

(4)以下選項(xiàng)中不影響滑輪組機(jī)械效率的是_______。

A．動(dòng)滑輪的重力

B．繩子與滑輪之間的摩擦

C．物體上升的高度

【答案】（1）0.450%(2)越高(3)2.2(4)C

【解析】(1)由圖知實(shí)驗(yàn)中由四段繩子承擔(dān)物重，所以第4次實(shí)驗(yàn)中繩子移動(dòng)的距離s＝4h＝4×0.1m＝

W有Gh3.0N×0.1m

0.4m，第4次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率η＝＝＝＝50%。

W總Fs1.5N×0.4m

(2)通過比較1、3和4三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，物體上升的高度和繩子移動(dòng)的距離相同，物體的重力不同，且

物體的重力越大，機(jī)械效率越高，所以可以得出：同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。

(3)在忽略摩擦力和繩重的前提下，動(dòng)滑輪和重物由幾股繩子承擔(dān)，拉力就為重物和動(dòng)滑輪總重力的幾

1

分之一。即：F＝(G物＋G動(dòng))，所以動(dòng)滑輪的重力：G動(dòng)＝4F－G物＝4×0.8N－1N＝2.2N。

4

(4)滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)，跟滑輪組的繞法、物體升高的

距離等都沒有關(guān)系，所以AB不符合題意，C符合題意。

5．提高機(jī)械效率，能夠更充分地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用?！皽y(cè)量機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)裝置如圖。(每個(gè)動(dòng)滑輪重

相同，忽略摩擦及繩重)

第9頁共14頁.

(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)______________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。

(2)實(shí)驗(yàn)過程中收集到甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

計(jì)算出甲組實(shí)驗(yàn)的：有用功_______J，機(jī)械效率_______。

(3)比較甲、乙兩組的機(jī)械效率，它們的關(guān)系是η甲________η乙。若提升相同物重到相同高度，與甲裝

置相比，乙裝置的優(yōu)勢(shì)是________。比較乙、丙滑輪組，它們機(jī)械效率的關(guān)系是η乙________η丙，影響它們

機(jī)械效率高低的因素是__________________。

【答案】（1）豎直向上勻速（2）0.2；66.7%（3）＝；省力；＜；提升物體的重力

【解析】（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)。

（2）由甲組數(shù)據(jù)知，有用功為W有甲＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J，

W有甲0.2J

總功為W總甲＝F甲s甲＝1.5N×0.2m＝0.3J，則機(jī)械效率為η甲＝＝≈0.667＝66.7%。

W總甲0.3J

（3）乙的有用功為W有乙＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J，總功為W總乙＝F乙s乙＝1.0N×0.3m＝0.3J，

甲、乙的有用功和總功相同，機(jī)械效率相同。根據(jù)數(shù)據(jù)可知，甲的拉力大于乙的拉力，所以乙的優(yōu)勢(shì)

是省力。丙的有用功為W有丙＝G′h＝5N×0.1m＝0.5J；總功為W總丙＝F丙s丙＝2.0N×0.3m＝0.6J，則機(jī)械

W有丙0.5J

效率為η丙＝＝≈0.833＝83.3%。乙、丙滑輪組，它們機(jī)械效率的關(guān)系是η乙＜η丙，其原因是提升物

W總丙0.6J

體的重力不同。

【訓(xùn)練2測(cè)量斜面的機(jī)械效率】

6.如圖所示，在斜面上將一個(gè)重4.5N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為1.8N，斜面長(zhǎng)s＝1.2

m、高h(yuǎn)＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，則(C)

A．有用功為1.35J，機(jī)械效率為75%

B．有用功為2.16J，機(jī)械效率為62.5%

C．有用功為1.35J，機(jī)械效率為62.5%

D．有用功為1.35J，機(jī)械效率為100%

第10頁共14頁.

W有

【解析】有用功W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J，總功W總＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J，機(jī)械效率η＝＝

W總

1.35J

＝62.5%。

2.16J

7．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?cè)谔骄俊靶泵娴臋C(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊(如圖

所示)，得到下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)次斜面的傾斜物塊重度斜面高拉力斜面長(zhǎng)度機(jī)械效率

數(shù)程度力G/Nh/mF/Ns/mη

1較緩50.22.4141.7%

2較陡50.53.2178.1%

3最陡50.74.3181.4%

(1)分析表中的數(shù)據(jù)可得出：斜面越緩越________(填“省”或“費(fèi)”)力。

(2)該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，他們?cè)谛泵嫔箱伾厦薏?，使斜面變粗糙，保持斜面高度和長(zhǎng)度分別是

0.5m和1m，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5

N，則這種情況下斜面的機(jī)械效率為________%。

(3)綜合分析4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：斜面的機(jī)械效率與__________________和__________________有關(guān)。

(4)當(dāng)用彈簧測(cè)力計(jì)沿斜面勻速向上拉動(dòng)物塊時(shí)，物塊所受的拉力________(填“大于”“小于”或“等于”)物

塊所受的摩擦力。

【答案】(1)省(2)55.6(3)斜面的傾斜程度；斜面的粗糙程度(4)大于

【解析】（1）分析表中第二列與第五列的條件和數(shù)據(jù)可知，斜面越緩越越省力。(2)有用功W有＝Gh＝5

W有2.5J

N×0.5m＝2.5J，總功W總＝Fs＝4.5N×1m＝4.5J，機(jī)械效率η＝＝≈55.6%。(4)使用斜面時(shí)，克服

W總4.5J

摩擦力做額外功，W額＝fs，拉力做的功為總功，W總＝Fs，顯然W總>W額，可見F>f。

8．小明利用斜面搬運(yùn)物體的過程中，提出了一個(gè)問題：“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有沒有關(guān)

系？”針對(duì)這個(gè)問題，他通過在斜面上拉動(dòng)物體進(jìn)行了探究(如圖所示)，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示：

物體上沿斜面物體移

實(shí)驗(yàn)次斜面傾斜物重有用功總功機(jī)械效

升高度拉力動(dòng)距離

數(shù)程度G/NW有/JW總/J率η

h/mF/Ns/m

1較緩5.00.101.60.500.500.8063%

2較陡5.00.152.20.500.751.1068%

3最陡5.00.253.10.501.55

(1)沿斜面拉動(dòng)物體時(shí)，應(yīng)使其做________運(yùn)動(dòng)。

(2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出第3次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的有用功為________J，機(jī)械效率是________。

(3)通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是：斜面越緩，越

第11頁共14頁.

________。

(4)通過對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)斜面機(jī)械效率的問題可獲得的初步結(jié)論是：在其他條件不變的情況

下，

________________________________________________________________________。

【答案】(1)勻速直線(2)1.25；80.6%(3)省力

(4)斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高

【解析】(1)為了使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)沿斜面勻速拉動(dòng)物體；(2)有用功W有＝Gh＝5N×0.25m＝

W有用1.25J

1.25J，總功：W總＝Fs＝3.1N×0.5m＝1.55J，η＝＝×100%＝80.6%；(3)通過比較發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)1

W總1.55J

中力最小，實(shí)驗(yàn)3中力最大，而實(shí)驗(yàn)1中斜面最緩，實(shí)驗(yàn)3中的斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定時(shí)，

斜面傾斜程度較緩較省力；(4)由數(shù)據(jù)分析可知，三次實(shí)驗(yàn)中，斜面越陡，機(jī)械效率越高，故斜面的機(jī)械效

率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機(jī)械效率越高。

9．為了探究斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度之間的關(guān)系，探究小組的同學(xué)利用木板、刻度尺、彈簧測(cè)

力計(jì)、木塊等器材設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)斜面傾木塊重斜面高沿斜面斜面長(zhǎng)機(jī)械

次數(shù)斜程度力G/N度h/m拉力F/N度s/m效率

1較緩30.21.6137.5%

2較陡30.31.81

3最陡30.42.0160%

請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)解答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做____________運(yùn)動(dòng)，該過程中木塊的機(jī)械能

________(填“變大”“不變”或“變小”)。

(2)第2次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率為________，斜面對(duì)木塊的摩擦力為________N。

(3)斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系是________________________。

(4)試列舉出生活中利用斜面的一個(gè)實(shí)例___________。

【答案】(1)勻速直線變大(2)50%0.9(3)斜面越陡，機(jī)械效率越高(4)盤山公路

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，因木塊高

度變大，重力勢(shì)能變大，該過程中木塊的機(jī)械能變大；

（2）第2次實(shí)驗(yàn)中，斜面的機(jī)械效率：η=W有/W總=Gh/Fs=3N×0.3m/1.8N×1m×100%=50%。

在第2次實(shí)驗(yàn)中，有用功W有=Gh=3N×0.3m=0.9J，總功W總=Fs=1.8N×1m=1.8J，

額外功：W額=W總-W有=1.8J-0.9J=0.9J，根據(jù)W額=fs可得摩擦力：f=W額/s=0.9J/1m=0.9N.

（3）由表中數(shù)據(jù)可知：當(dāng)接觸面粗糙程度一定時(shí)，斜面越陡，其機(jī)械效率越高.

【訓(xùn)練3測(cè)量杠桿的機(jī)械效率】

10．如圖所示是小明測(cè)量杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)情景(杠桿的重力忽略不計(jì))。

(1)請(qǐng)?jiān)谙卤碇邪严嚓P(guān)的數(shù)據(jù)填寫完整。

第12頁共14頁.

物體重物體上升的高彈簧測(cè)力計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的有用功總功機(jī)械效率

G/N度h/cm的示數(shù)F/N豎直距離s/cmW有/JW總/J