题目内容
【题目】在探究“滑轮组机械效率”时,小强利用两组滑轮组进行了4次测量,用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据,用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据,如下表:
实验次数 | 物重G物/N | 动滑轮重G动/N | 钩码上升的高度h/m | 动力F/N | 动力作用点移动的距离s/m | 滑轮组的机械效率η/% |
1 | 1 | 0.5 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6 |
2 | 2 | 0.5 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6 |
3 | 4 | 0.5 | 0.1 | 2 | 0.3 | |
4 | 4 | 1 | 0.1 | 0.5 | 50.0 | |
(1)根据表中前3次实验数据,画出甲图中滑轮组的绕绳方法.
(2)在实验中,测量绳端拉力F时,应尽量 匀速向上拉动弹簧测力计,读出乙图中弹簧测力计的示数为 N,第3次实验时滑轮组的机械效率为 .
(3)由表中第 组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关.
(4)由表中第3、4组数据可知,滑轮组的机械效率与摩擦和 有关,请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J.
【答案】(1)绕线如下图所示;
(2)竖直 1.6N 66.7%(3)1、2、3(4) 动滑轮重 0.15
【解析】试题分析:(1)由前3组实验数据知,s=3h,所以滑轮组由3段绳子承担物重,因此应从动滑轮绕起,如图所示:
(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样才能准确测出拉力的值;由图知,测力计的分度值为0.2N,所以其示数为1.6N;拉力所做的功为:W=Fs=2N×0.3m=0.6J;
拉力做功的功率为:P=W/t=0.6J/1s=0.6W;
第3次实验,滑轮组的机械效率为:η=W有/W总=Gh/Fs=4N×0.1m/2N×0.3m×100%≈66.7%;
(3)由表中第 1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与物重有关;
(4)由表中第3、4组数据可知,物重相同,动滑轮重力不同,机械效率不同,由此可得,滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关根据表中第3组数据可知,有用功:W有=Gh=4N×0.1m=0.4J;克服动滑轮做的功:W动=G动h=0.5N×0.1m=0.05J;总功:W总=Fs=2N×0.3m=0.6J;
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