6.在“探究动滑轮工作时的特点”活动中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,在正确操作的情况下,测得的实验数据如表所示.


(1)实验时,用手竖直向上
(2)分析表中数据发现,使用动滑轮提升物体时,拉力不等于物体重力的一半,而是大于物体重力的一半,其主要原因是
(3)第①次实验中,动滑轮的机械效率为
(4)分析表中实验数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将
(5)若在第③次实验中,不小心使钩码多上升了1cm,但仍用表格中的数据进行计算,测得的机械效率将
(6)在某一次测量中,弹簧测力计不是竖直向上拉,而是斜向上拉,其他条件不变,动滑轮的机械效率将
(1)实验时,用手竖直向上
匀速
拉动弹簧测力计,读出弹簧测力计的示数.(2)分析表中数据发现,使用动滑轮提升物体时,拉力不等于物体重力的一半,而是大于物体重力的一半,其主要原因是
动滑轮有重力
.(3)第①次实验中,动滑轮的机械效率为
45.5%
(结果保留一位小数).(4)分析表中实验数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将
增大
(填“增大”“减小”或“不变”).(5)若在第③次实验中,不小心使钩码多上升了1cm,但仍用表格中的数据进行计算,测得的机械效率将
不变
(填“变大”“变小”或“不变”).(6)在某一次测量中,弹簧测力计不是竖直向上拉,而是斜向上拉,其他条件不变,动滑轮的机械效率将
变小
(填“变大”“变小”或“不变”).答案
6.(1)匀速 (2)动滑轮有重力
(3)45.5% (4)增大 (5)不变 (6)变小
(3)45.5% (4)增大 (5)不变 (6)变小
解析
【分析】
本题围绕“探究动滑轮工作时的特点”实验展开,需结合动滑轮的原理、实验操作要求、机械效率的计算及影响因素解题:(1)问需明确实验时弹簧测力计的操作要求,保证示数准确;(2)问分析拉力大于物重一半的原因,考虑动滑轮自身重力;(3)问利用机械效率公式计算;(4)(5)(6)问结合有用功、额外功的变化分析机械效率的变化。
【解析】
(1) 实验时,为使弹簧测力计的示数等于拉力大小,需竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时物体和动滑轮处于平衡状态,受力稳定,示数准确。
(2) 理想情况下动滑轮拉力F=G物/2,但实际中动滑轮自身有重力,提升物体时需同时提升动滑轮,因此拉力大于物体重力的一半,主要原因是动滑轮有重力。
(3) 机械效率公式为η=W有/W总×100%,其中有用功W有=Gh,总功W总=Fs;动滑轮的绳子段数n=2,故s=2h,代入公式得η=Gh/(Fs)=G/(2F),代入第①次实验数据计算,结果约为45.5%。
(4) 同一动滑轮,额外功主要是克服动滑轮重力做的功,当所提升物重增大时,有用功在总功中的占比提高,因此机械效率增大。
(5) 机械效率计算中,η=Gh/(Fs),当钩码上升高度变化时,h和s(s=2h)按相同比例变化,比值不变,因此用表格数据计算时,测得的机械效率不变。
(6) 弹簧测力计斜向上拉时,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件,拉力会变大;总功W总=Fs变大,而有用功W有=Gh不变,因此机械效率变小。
【答案】
6.(1)匀速 (2)动滑轮有重力 (3)45.5% (4)增大 (5)不变 (6)变小
【知识点】
动滑轮的特点、机械效率、滑轮机械效率的影响因素
【点评】
本题为探究动滑轮特点的实验题,涵盖实验操作、误差分析、机械效率计算及影响因素,考查学生对动滑轮原理和机械效率的理解与应用,属于基础实验题,需掌握实验操作要点和机械效率的计算方法。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究动滑轮工作时的特点”实验展开,需结合动滑轮的原理、实验操作要求、机械效率的计算及影响因素解题:(1)问需明确实验时弹簧测力计的操作要求,保证示数准确;(2)问分析拉力大于物重一半的原因,考虑动滑轮自身重力;(3)问利用机械效率公式计算;(4)(5)(6)问结合有用功、额外功的变化分析机械效率的变化。
【解析】
(1) 实验时,为使弹簧测力计的示数等于拉力大小,需竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时物体和动滑轮处于平衡状态,受力稳定,示数准确。
(2) 理想情况下动滑轮拉力F=G物/2,但实际中动滑轮自身有重力,提升物体时需同时提升动滑轮,因此拉力大于物体重力的一半,主要原因是动滑轮有重力。
(3) 机械效率公式为η=W有/W总×100%,其中有用功W有=Gh,总功W总=Fs;动滑轮的绳子段数n=2,故s=2h,代入公式得η=Gh/(Fs)=G/(2F),代入第①次实验数据计算,结果约为45.5%。
(4) 同一动滑轮,额外功主要是克服动滑轮重力做的功,当所提升物重增大时,有用功在总功中的占比提高,因此机械效率增大。
(5) 机械效率计算中,η=Gh/(Fs),当钩码上升高度变化时,h和s(s=2h)按相同比例变化,比值不变,因此用表格数据计算时,测得的机械效率不变。
(6) 弹簧测力计斜向上拉时,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件,拉力会变大;总功W总=Fs变大,而有用功W有=Gh不变,因此机械效率变小。
【答案】
6.(1)匀速 (2)动滑轮有重力 (3)45.5% (4)增大 (5)不变 (6)变小
【知识点】
动滑轮的特点、机械效率、滑轮机械效率的影响因素
【点评】
本题为探究动滑轮特点的实验题,涵盖实验操作、误差分析、机械效率计算及影响因素,考查学生对动滑轮原理和机械效率的理解与应用,属于基础实验题,需掌握实验操作要点和机械效率的计算方法。
【难度系数】
0.6
7.如图所示,用下列装置提升同一重物,若每个滑轮重相同,不计摩擦,则机械效率最高的装置是 (

B
)答案
7.B
解析
【分析】要判断机械效率最高的装置,需明确:不计摩擦时,滑轮的机械效率由额外功的多少决定,额外功越少,机械效率越高。定滑轮工作时,无需额外提升滑轮,额外功几乎为0;而动滑轮、滑轮组需要额外提升动滑轮,额外功更多,机械效率更低。
【解析】不计摩擦时,机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h + W_{额}}$。A是动滑轮,额外功是提升动滑轮的功,$W_{额}=G_{动}h$,故$\eta=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$;B是定滑轮,提升重物时无需额外提升滑轮,不计摩擦则额外功$W_{额}=0$,因此$\eta=1$;C、D均为滑轮组,存在动滑轮,额外功为提升动滑轮的功,机械效率小于1。因此机械效率最高的是B。
【答案】B
【知识点】滑轮机械效率、定滑轮特点、动滑轮特点
【点评】本题考查滑轮机械效率的判断,核心是理解不同滑轮类型的额外功来源,定滑轮的额外功最少,机械效率最高,需掌握机械效率的计算逻辑。
【难度系数】0.3
【解析】不计摩擦时,机械效率公式为$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h + W_{额}}$。A是动滑轮,额外功是提升动滑轮的功,$W_{额}=G_{动}h$,故$\eta=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$;B是定滑轮,提升重物时无需额外提升滑轮,不计摩擦则额外功$W_{额}=0$,因此$\eta=1$;C、D均为滑轮组,存在动滑轮,额外功为提升动滑轮的功,机械效率小于1。因此机械效率最高的是B。
【答案】B
【知识点】滑轮机械效率、定滑轮特点、动滑轮特点
【点评】本题考查滑轮机械效率的判断,核心是理解不同滑轮类型的额外功来源,定滑轮的额外功最少,机械效率最高,需掌握机械效率的计算逻辑。
【难度系数】0.3
8.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力和绳重忽略不计.在物体匀速上升过程中,甲、乙两图的拉力及机械效率的大小关系为(

A.$F_1<F_2,\eta_1>\eta_2$
B.$F_1<F_2,\eta_1=\eta_2$
C.$F_1>F_2,\eta_1<\eta_2$
D.$F_1>F_2,\eta_1=\eta_2$
B
)A.$F_1<F_2,\eta_1>\eta_2$
B.$F_1<F_2,\eta_1=\eta_2$
C.$F_1>F_2,\eta_1<\eta_2$
D.$F_1>F_2,\eta_1=\eta_2$
答案
8.B
解析
【分析】
要解决这道题,需掌握滑轮组拉力和机械效率的计算方法:首先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$,拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$;不计摩擦和绳重时,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$,仅与物重和动滑轮重有关。接下来分别分析甲、乙两图的绳子段数,计算拉力和机械效率,比较大小即可。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:
甲图中,动滑轮上的绳子段数$n_1=3$;乙图中,动滑轮上的绳子段数$n_2=2$。
2. 计算拉力大小:
不计摩擦和绳重,拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$($G$为物重,$G_{动}$为动滑轮重)。
则$F_1=\frac{G+G_{动}}{3}$,$F_2=\frac{G+G_{动}}{2}$,因此$F_1<F_2$。
3. 计算机械效率:
有用功$W_{有}=Gh$,额外功$W_{额}=G_{动}h$(不计摩擦绳重,额外功仅来自动滑轮重力),总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=Gh+G_{动}h$。
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$。
甲、乙两图中$G$和$G_{动}$均相同,故$\eta_1=\eta_2$。
综上,$F_1<F_2$,$\eta_1=\eta_2$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组拉力计算;滑轮组机械效率
【点评】
本题考查滑轮组拉力与机械效率的比较,核心是正确数出承担物重的绳子段数,以及理解不计摩擦绳重时机械效率的影响因素,属于初中物理基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需掌握滑轮组拉力和机械效率的计算方法:首先确定滑轮组中承担物重的绳子段数$n$,拉力公式为$F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n}$;不计摩擦和绳重时,滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}}$,仅与物重和动滑轮重有关。接下来分别分析甲、乙两图的绳子段数,计算拉力和机械效率,比较大小即可。
【解析】
1. 确定承担物重的绳子段数:
甲图中,动滑轮上的绳子段数$n_1=3$;乙图中,动滑轮上的绳子段数$n_2=2$。
2. 计算拉力大小:
不计摩擦和绳重,拉力公式为$F=\frac{G+G_{动}}{n}$($G$为物重,$G_{动}$为动滑轮重)。
则$F_1=\frac{G+G_{动}}{3}$,$F_2=\frac{G+G_{动}}{2}$,因此$F_1<F_2$。
3. 计算机械效率:
有用功$W_{有}=Gh$,额外功$W_{额}=G_{动}h$(不计摩擦绳重,额外功仅来自动滑轮重力),总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=Gh+G_{动}h$。
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$。
甲、乙两图中$G$和$G_{动}$均相同,故$\eta_1=\eta_2$。
综上,$F_1<F_2$,$\eta_1=\eta_2$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组拉力计算;滑轮组机械效率
【点评】
本题考查滑轮组拉力与机械效率的比较,核心是正确数出承担物重的绳子段数,以及理解不计摩擦绳重时机械效率的影响因素,属于初中物理基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
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