题目内容
【题目】实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示,实验数据如下表.
次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 |
钩码重G/N | 4 | 4 | 6 | 6 |
钩码上升高度h/m | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.2 |
绳端拉力F/N | 1.4 | 1.8 | 2.4 | 2.4 |
绳端移动距离s/m | 0.5 | 0.3 | 0.3 | 0.6 |
机械效率η | 57% | 74% | 83% | η4 |
(1)实验使用的测量工具是____ 和弹簧测力计。
(2)在实验操作中应竖直向上_____ 拉动弹簧测力计.通过分析表中数据可知,第2次实验是用______(选填“甲”或“乙”)图装置做的.
(3)计算第四次实验的机械效率_______, 若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可能得出的结论是滑轮组的机械效率与_____有关 ,比较3和4两次的实验数据,可以得出的结论是滑轮组的机械效率与_____无关 .试提出一种提高机械效率的方法:
(4)在第4次实验中钩码.上升的时间是6s ,则该次实验中拉力F的功率是____ W.
(5)已知每只滑轮重N ,请计算第2次实验中由于机械摩擦能损耗的能为____ J.
【答案】刻度尺 匀速 甲 83% 动滑轮的总重 提升物体的距离 0.24 0.04
【解析】
(1)[1]实验中需要测力的大小和物体、绳端移动的距离，因此还需要有刻度尺；
(2)[2][3]根据二力平衡的条件，拉测力计时应该保持匀速竖直拉动；根据绳子自由端移动距离和物体移动距离的关系确定绳子段数，从而确定滑轮组；
(3)[4][5][6]根据η=
求出机械效率，分析实验数据得出结论；
(4)[7] 利用P=
求出功率；
(5)[8] 根据W外=W总-W有求出额外功。
(1)[1]实验中要具体测量物体提升的高度与绳端移动的距离，因此还需增加刻度尺；
(2)[2][3]当匀速拉动弹簧测力计时，其示数才与绳子拉测力计的力大小相等，因此，需匀速拉动；根据第2次试验数据可知n=
=3，故应用的滑轮组为甲图装置；
(3)[4][5][6] 第四次实验所做的有用功为：
W有=Gh=6N×0.2m=1.2J；
总功为：
W总=Fs=2.4N×0.6m=1.44J；
机械效率为：
≈83%；
实验1、2中提升物重相同，动滑轮的个数不同，这样额外功不同，机械效率便不同，因此说明：滑轮组的机械效率与动滑轮的总重有关；比较3、4实验可知：使用同一滑轮组，提升相同的重物，机械效率与提升物体距离无关；
(4)[7] 根据前面计算可知W总=1.44J，可知第4次拉力做功功率为：
P=
=
=0.24W；
(5)[8] 第2次做的总功：
W=Fs=1.8N×0.3m=0.54J；
有用功：
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
对动滑轮做功：
W′=G动h=1N×0.1m=0.1J；
则克服摩擦力做功：
Wf=W-W有-W′=0.54J-0.4J-0.1J=0.04J。
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