题目内容

如图所示是测定滑轮组机械效率的实验装置.
(1)应
缓慢匀速
缓慢匀速
向上拉弹簧测力计使物体G升高,从弹簧测力计上读出
拉力F
拉力F
的值,用刻度尺测出重物
上升的高度h
上升的高度h
和弹簧测力计
移动的距离s
移动的距离s

(2)机械效率??=
Gh
Fs
Gh
Fs

(3)实验中得到的一组数据在下表中,由这组数据可算出:有用功为
0.81
0.81
J,总功为
0.9
0.9
J,机械效率η=
90%
90%

弹簧拉力F(N) 物重G(N) 物体移动的距离h(m) 绳子自由端移动的距离s(m)
2.0 5.4 0.15 0.45
(4)如果实验中没有刻度尺,只有弹簧测力计,那么,如图所示的滑轮组,只要用弹簧测力计测出G、F,再由h和s的关系就可算出η=
G
3F
G
3F

(5)实验中增加钩码数,机械效率将
变大
变大
(填“变大”“变小”“不变”)
分析:(1)在测绳端拉力时,需匀速拉动测力计同时读出测力计的示数,根据η=
W
W
=
Gh
Fs
可知需要测量的量;
(2)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用效率公式求出滑轮组的机械效率;
(3)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据η=
W
W
=
Gh
Fs
=
Gh
Fnh
=
G
nF
进行解答;
(4)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.
解答:解:
(1)由二力平衡的条件可知,只有物体做匀速直线运功时,弹簧测力计的示数和绳子的拉力相等;
根据η=
W
W
=
Gh
Fs
可知,需要弹簧测力计测出拉力F的值,用刻度尺测出重物上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s;
(2)机械效率η=
W
W
=
Gh
Fs

(3)由表中数据可知:
W=Gh=5.4N×0.15m=0.81J,W=Fs=2N×0.45m=0.9J,η=
Gh
Fs
=
0.81J
0.9J
=90%;
(4)由图可知n=3,
滑轮组的机械效率η=
W
W
=
Gh
Fs
=
Gh
Fnh
=
G
nF
=
G
3F

(5)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=
W
W
=
W
W+W
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)缓慢匀速;拉力F;上升的高度h;移动的距离s;
(2)
Gh
Fs

(3)0.81;0.9;90%;
(4)
G
3F

(5)变大.
点评:测力计不是匀速地移动会影响测力计读数的准确,滑轮组在使用中,动滑轮被几根绳子承担,拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的几倍,计算滑轮组机械效率时,关键是找准有用功和总功;使用滑轮组时,做的额外功不变,增加钩码的重,增大了有用功,因此机械效率会变大.
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