题目内容
【题目】在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中,小佳用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示。
序号 | 动滑轮重G动/N | 钩码总重G/N | 钩码上升的高度h/m | 测力计示数F/N | 绳自由端上升的高度s/m | 动滑轮的机械效率η/% |
1 | 0.3 | 1 | 0.2 | 0.70 | 0.4 | 71.4 |
2 | 0.3 | 2 | 0.2 | 1.28 | 0.4 | 78.1 |
3 | 0.3 | 4 | 0.2 | ▲ | 0.4 | ▲ |
(1)实验时,小佳应沿_______方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验时,弹簧测力计的示数如图所示,此时绳端受到的拉力为_______N,拉力所做的额外功为_______J,动滑轮的机械效率为_______%;
(3)分析表中数据可知:用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,随着钩码总重的增加,拉力所做的额外功将_______(选填“减小”、“不变”或“增大”),你认为其原因是_____________;
(4)为提高动滑轮的机械效率,下列措施可行的是(________)
A.增加钩码的总重 B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油 D.换用质量更小的滑轮
【答案】竖直 2.4 0.16 83.3% 增大 克服轮轴间摩擦(提升绳子)做了额外功 ACD
【解析】
(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
(2)[2]弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,此时绳端受到的拉力为2.4N;
[3]通过图可知,作用在动滑轮绳子的段数n=2,第3次实验中,拉力所做的总功:
;
拉力所做的有用功为:
;
拉力所做的额外功为:
;
[4]动滑轮的机械效率为:
;
(3)[5][6]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知:
第一次拉力所做的额外功
,
第二次拉力所做的额外功
,
第三次拉力所做的额外功W额3= 0.16J,
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大,我认为造成上述三个数值不相等的主要原因可能是克服轮轴间摩擦(提升绳子)做了额外功;
(4)[7]A.额外功不变,适当增大被提升的物重,可增大有用功,提高机械效率,故A符合题意;
B.增加提升重物的高度,有用功增大几倍,额外功也增大几倍,根据可知,机械效率不变,故B不符合题意;
C.在动滑轮中间的转轴处加些润滑油,可减小摩擦,减小额外功,提高机械效率,故C符合题意;
D.选用轻质的动滑轮,可以减小额外功,提高机械效率,故D符合题意。