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(J)

总功

W(J)

机械效率η

2

(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(J)

总功

W(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)0.80.10.30.2 0.2483.3%(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 =Gh=2N×0.1m=0.2J

⑤总功W =Fs=0.8N×0.3m=0.24J

⑥滑轮组的机械效率η=W/W=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(J)

总功W(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/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

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