题目内容
【题目】小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”,使用了如图所示的实验装置。实验前,小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N,实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数(见下表)
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
动滑轮重G0/N | 1.0 | 1.0 | 1.3 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
所挂钩码的重力G/N | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
弹簧测力计示数F/N | 0.8 | 1.2 | 1.3 | 1.6 | 1.8 | 2.2 | 2.3 | 2.7 |
(1)分析实验数据可以得到:在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用该滑轮组_____(选填“省力”或“不省力”)。
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为_____。
(3)小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况,用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B,请在图中画出最省力的绕线方法:
(_______)
物块移动的距离为_____cm;若此时绳自由端所用拉力为10N,物块受到的摩擦力为18N,该滑轮组的机械效率为_____。
【答案】不省力 F= 3.10 60%
【解析】
第一空.分析表中序号为1、2的两组数据可以得到:在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,测力计示数大于所挂钩码的重力G,故此时使用该滑轮组不省力。
第二空.由图1可知,承担货物和动滑轮额绳子段数为2根,即n=2,忽略摩擦、绳重及实验误差,则弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为:
F=。
第三空.由图可知,将物块从位置A匀速直线拉到位置B,当绳子的有效段数最多为3时最省力,根据“奇动偶定”,绳子起电应从动滑轮钩子开始,如图:
第四空.由图知,刻度尺分度值为1mm,以B位置物块的左边缘为准,到A位置物块的左边缘,物块移动的距离为44.10cm﹣41.00cm=3.10cm。
第五空.因此时物块被水平拉动,克服摩擦力所做的功为有用功,则该滑轮组的机械效率为:
η===60%。