题目内容
【题目】探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
次数 | 钩码重力(N) | 提升高度(cm) | 有用功(J) | 拉力(N) | 总功(J) | 机械效率 |
1 | 1.0 | 40 | 0.4 | 1.1 | 0.88 | 45% |
2 | 1.5 | 40 | 0.6 | 1.4 | 1.12 | 54% |
3 | 2.0 | 30 | _____ | 1.7 | _____ | _____ |
4 | 2.5 | 40 | 1.0 | 2.0 | 1.60 | 63% |
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率_____(选填增大、减小或不变)。请你解释出现这种现象的原因_____。
(3)乙同学进一步研究,测出动滑轮的质量为100g,根据表格中的数据得出:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即: ,他猜测还有_____因素影响机械效率。(答一种因素即可)
(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值,通过比较第1、2和_____组的数据,发现重物的重力越大,差值W_____(选越大、越小或不变),请你利用所学知识对此作出解释_____。
【答案】0.6 1.02 59% 增大 动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大 绳重、各种摩擦 4 越大 所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多
【解析】
(1)[1]由表中数据,第3次实验的有用功
[2]绳子有效段数为2,根据绳子自由端移动的距离
总功
[3]机械效率
次数 | 钩码重力(N) | 提升高度(cm) | 有用功(J) | 拉力(N) | 总功(J) | 机械效率 |
1 | 1.0 | 40 | 0.4 | 1.1 | 0.88 | 45% |
2 | 1.5 | 40 | 0.6 | 1.4 | 1.12 | 54% |
3 | 2.0 | 30 | 0.6 | 1.7 | 1.02 | 59% |
4 | 2.5 | 40 | 1.0 | 2.0 | 1.60 | 63% |
(2)[4][5]纵向比较表中数据,钩码重力逐渐增大,滑轮组的机械效率增大。原因:动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大。
(3)[6]实验中,额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和,即绳重、各种摩擦也会影响机械效率。
(4)[7]在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值
即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时,要控制物体提升的高度相同,故应通过比较第1、2和4组的数据。
[8][9]
故重物的重力越大,差W越大,原因是:所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。