题目内容

在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,下表是他记录的一组数据.
钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离s(m)
20.050.80.15
(1)由表中数据可计算出,该滑轮组的机械效率为________.
(2)若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将________(填“变大”、“变小”或“不变”).

解:(1)从表格可知,G=2N,h=0.05m,F=0.8N,S=0.15m,
∴拉力做的有用功为:W有用=Gh=2N×0.05m=0.1J,
拉力做的总功为:W=FS=0.8N×0.15m=0.12J,
则该机械的效率为:η==≈83.3%.
(2)此题滑轮组没有发生变化,所以在此过程中所做的额外功不变,由于物体的重力增加,
所以有用功增大,由公式η==可知,有用功在总功中所占的比值将增大,所以机械效率变大.
故答案为:(1)83.3%.(2)变大.
分析:(1)机械效率是指有用功与总功之比,而有用功和额外功之和称为总功.滑轮组的有用功是指重物被提升所做的功,可利用公式W有用=Gh计算.滑轮组的总功是人的拉力所做的功,可利用公式W=FS计算,最后利用公式η=计算机械效率.
(2)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重.
点评:本题考查有用功和总功的计算,以及机械效率的计算和增大机械效率的方法,关键是公式及其变形的灵活运用,关键是要把步骤逐一分清,平时要养成良好的解题习惯,否则很容易把不同的物理量混淆.
练习册系列答案
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小霞在做“测滑轮组机械效率”的实验前猜想,滑轮组机械效率的大小可能与三个因素有关:(1)所提物体的重力;(2)动滑轮的重力;(3)绳子的绕法.
为了验证自己的猜想,她做了四次实验,如图所示(实验所用的每个滑轮重力相同).第1、2次实验是用甲滑轮组,第3次实验是用替换了一个更重的动滑轮,第4次实验是把第1次实验的滑轮组换了种绕法.实验数据如下表:
次数 钩码重力/N 钩码匀速上升的距离/m 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离/m 机械效率/%
1 2 0.1 1.2 0.2 83.3
2 4 0.1 2.3 0.2 87.0
3 4 0.1 2.7 0.2 74.1
4 2 0.1 0.8 0.3
(1)分析对比第1、2次实验数据,对猜想(1)可得结论:
在动滑轮重和绳子绕法相同时,机械效率与物重有关,物体越重,机械效率越高
在动滑轮重和绳子绕法相同时,机械效率与物重有关,物体越重,机械效率越高

(2)分析对比第2、3次实验数据,对猜想(2)可得结论:
在物重和绳子绕法相同时,机械效率与动滑轮重有关,动滑轮越重,机械效率越低
在物重和绳子绕法相同时,机械效率与动滑轮重有关,动滑轮越重,机械效率越低

(3)将第4次实验的绳子绕法在丙滑轮组上画出,并在数据表中算出机械效率
83.3%
83.3%

(4)对比第
1
1
4
4
两次实验数据,可知滑轮组机械效率与绳子绕法
无关
无关
(填“有关”或“无关”);
(5)小霞做完实验后考虑还有什么方法提高滑轮组的机械效率,请你帮她提一个意见
给滑轮组上润滑油(或用更轻的绳子)
给滑轮组上润滑油(或用更轻的绳子)

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