题目内容
【题目】物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组进行了4次测量,测得数据如下表所示.
次数 | 钩码所受的重力G/N | 钩码提升高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动距离s/m | 机械效率η |
1 | 1 | 0.1 | 0.7 | 0.3 | 47.6% |
2 | 1 | 0.2 | 0.7 | 0.6 | 47.6% |
3 | 2 | 0.1 | 1.1 | 0.3 | 60.6% |
4 | 4 | 0.1 | 2.0 | 0.3 |
(1)实验中应竖直向上拉动弹簧测力计
(2)第4次实验测得的机械效率为%
(3)比较两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关:比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组,越大,机械效率越高,第4次拉力做的额外功与第3次相比(选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可见机械效率提高的原因是 .
【答案】
(1)匀速
(2)66.7
(3)1、2;提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大
【解析】解:(1)实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定,便于读数.(2)由表格第4次实验数据,机械效率大小为:η= ×100%= ×100%= ×100%≈66.7%;(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度,由表格数据可知,应比较1、2两次实验;
比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh,
W额3=F3s﹣G3h=1.1N×0.3m﹣2N×0.1m=0.13J,
W额4=F4s﹣G4h=2.0N×0.3m﹣4N×0.1m=0.2J,
所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J;
W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J,
W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J,
有用功增大了0.2J.
由此可知,有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大,即机械效率增大.
故答案为:(1)匀速;(2)66.7;(3)1、2;提起的物体重力;增大;有用功增加比额外功增加多得多,从而使有用功占总功的比值变大.
(1)应竖直匀速拉动测力计,这样拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;(2)根据η= = 计算机械效率;(3)探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时,应控制其他因素不变,只改变物体被提高高度;
由第3、4实验数据,找到不变量和改变的量,分析机械效率的影响因素;
根据W额=W总﹣W有=Fs﹣Gh计算3、4两次实验的额外功的大小比较,从而分析提高机械效率办法.
【题目】如图甲所示是一种常见的电热水袋,图乙是它的结构示意图,其性能指标如表所示,请完成下列各题:
额定电压 | 额定加热功率 | 指示灯功率 | 袋内充水 | 自动断电温度 |
220V | 500W | ≤0.2W | 1L | 55℃ |
(1)给它通电,当达到断电温度时,水共吸收了2.1×105J的热量,袋内水的初温是多少?(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 , 水的比热容c=4.2×103J/(kg℃))
(2)电热水袋此次在额定电压下通电15分钟指示灯熄灭,则电热水袋发热效率是多少?