题目内容
【题目】小静测量滑轮组的机械效率,使用下图所示的装置,图中钩码重2N,竖直向上拉弹簧测力计使钩码匀速从图甲上升到图乙的位置,上升过程中弹簧测力计的指针一直指在图丙所示的刻度。
(1)请将实验表格填写完整:
钩码重G(N) | 弹簧测力计的示数F(N) | 钩码上升高度h(m) | 弹簧测力计移动距离s(m) | 有用功 W有(J) | 总功 W总(J) | 机械效率η |
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(2)小静继续利用左图研究提高滑轮组的机械效率的方法,实验数据如下表,
钩码重G(N) | 弹簧测力计的示数F(N) | 钩码上升高度h(m) | 弹簧测力计移动距离s(m) | 有用功 W有(J) | 总功 W总(J) | 机械效率η |
4 | 1.5 | 0.1 | 0.3 | 0.4 | 0.54 | 88.9% |
6 | 2.2 | 0.1 | 0.3[ | 0.6 | 0.66 | 90.9% |
由实验数据可得出结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越 。
(3)若小静改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,如右图,则弹簧秤的示数将 (填变大、变小、不变);但由于动滑轮自重增大,对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”),此时滑轮组机械效率将 (填变大、变小、不变)。
【答案】(1)0.8;0.1;0.3;0.2 ;0.24;83.3%;(2)大;
(3)变小;增大;减小;增加物重,(4)动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等
【解析】
试题分析:(1)①由丙图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,拉力F=0.8N;
②由甲乙两图可知,物体上升的高度h=0.1m;
③滑轮组绳子的有效股数n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3×0.1m=0.3m;
④有用功W有 =Gh=2N×0.1m=0.2J;
⑤总功W总 =Fs=0.8N×0.3m=0.24J;
⑥滑轮组的机械效率η=W有/W总=0.2J/0.24J≈83.3%,如下表所示:
钩码重G(N) | 弹簧测力计的示数F(N) | 钩码上升高度h(m) | 弹簧测力计移动距离s(m) | 有用功 W有(J) | 总功W总(J) | 机械效率η |
2 | 0.8 | 0.1 | 0.3 | 0.2 | 0.24 | 83.3% |
(2)从表格中数据可以看出,提升物体的重力逐渐变大,其机械效率逐渐增大,故可以得出:使用同一滑轮组提升重物时,被提升物体所受重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(3)改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,与动滑轮相连的绳子段数n多了,根据滑轮组的省力公式F=G总/n 可知,比以前更省力了,弹簧测力计的示数变小了;提升物体重力不变,动滑轮重力增大了,克服动滑轮重力做的额外功增大了,所以机械效率变小了。