题目内容
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猜想1:滑轮组的机械效率可能与被提升物体的物重有关;
猜想2:滑轮组的机械上升的高度有关;
猜想3:滑轮组的机械效率可能与动滑轮的重有关.
小明用如图甲所示的滑轮组进行了三次试验,效率可能与被提升物体实验数据如下表:
实验次数 | 物重 G/N |
物体上升的高度 h/cm |
测力计的示数 F/N |
测力计移动的距离s/cm |
1 | 6 | 3 | 2.5 | 9 |
2 | 6 | 5 | 2.5 | 17 |
3 | 6 | 8 | 2.5 | 25 |
2
2
.(2)分析表中数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是
17
17
.②第三次试验中滑轮组的机械效率是
80%
80%
.(3)根据小明的实验,你可以得出的结论是滑轮组的机械效率与
物体上升的高度无关
物体上升的高度无关
.(4)小红在小明实验的基础上多使用一个动滑轮也做了实验,如图乙所示.
①小红多使用一个动滑轮,目的是为了改变
动滑轮的总重
动滑轮的总重
.②当两位同学使用各自的滑轮组提升相同重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率
不相同
不相同
(填“相同”或“不相同”),理由是在有用功相同,额外功不同,则有用功占总功的百分比不同即滑轮组的机械效率不同
在有用功相同,额外功不同,则有用功占总功的百分比不同即滑轮组的机械效率不同
.分析:(1)滑轮组的机械效率可能与被提升物体的物重有关、可能与上升的高度有关、可能与动滑轮的重有关,实验探究时应采用控制变量法,据此分析表格中的数据得出验证的猜想;
(2)①由甲滑轮组可以绳子的有效股数,根据s=nh可知绳端移动的距离,据此分析表格中错误的数据;
②根据η=
=
=
=
求出第三次试验中滑轮组的机械效率;
(3)根据η=
=
=
=
可知,滑轮组的机械效率与物体上升的高度的关系;
(4)①多使用一个动滑轮,可以使动滑轮的总重变大;
②计算滑轮组的机械效率时,若忽略绳重及摩擦,则额外功就是提升动滑轮所做的功,根据有用功占总功的百分比判断滑轮组机械效率的变化.
(2)①由甲滑轮组可以绳子的有效股数,根据s=nh可知绳端移动的距离,据此分析表格中错误的数据;
②根据η=
W总 |
W有 |
Gh |
Fs |
Gh |
Fnh |
G |
nF |
(3)根据η=
W总 |
W有 |
Gh |
Fs |
Gh |
Fnh |
G |
nF |
(4)①多使用一个动滑轮,可以使动滑轮的总重变大;
②计算滑轮组的机械效率时,若忽略绳重及摩擦,则额外功就是提升动滑轮所做的功,根据有用功占总功的百分比判断滑轮组机械效率的变化.
解答:解:
(1)实验中控制了物体的重和动滑轮的个数不变,改变了物体上升的高度,因此验证了猜想2;
(2)①滑轮组绳子的有效股数为3,绳端移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的3倍,因此第2组中17应为15;
②第3次实验中滑轮组的机械效率:
η=
=
=
=
=
=80%;
(3)根据η=
=
=
=
可知,滑轮组的机械效率物体上升的高度无关;
(4)①小红多使用一个动滑轮,目的是为了改变动滑轮的总重;
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,他们做的有用功相同,但额外功不同样,有用功占总功的百分比不同即滑轮组的机械效率不同.
故答案为:
(1)2;
(2)①17;②80%;
(3)物体上升的高度无关;
(4)①动滑轮的总重;②不相同;在有用功相同,额外功不同,则有用功占总功的百分比不同即滑轮组的机械效率不同.
(1)实验中控制了物体的重和动滑轮的个数不变,改变了物体上升的高度,因此验证了猜想2;
(2)①滑轮组绳子的有效股数为3,绳端移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的3倍,因此第2组中17应为15;
②第3次实验中滑轮组的机械效率:
η=
W总 |
W有 |
Gh |
Fs |
Gh |
Fnh |
G |
nF |
6N |
3×2.5N |
(3)根据η=
W总 |
W有 |
Gh |
Fs |
Gh |
Fnh |
G |
nF |
(4)①小红多使用一个动滑轮,目的是为了改变动滑轮的总重;
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,他们做的有用功相同,但额外功不同样,有用功占总功的百分比不同即滑轮组的机械效率不同.
故答案为:
(1)2;
(2)①17;②80%;
(3)物体上升的高度无关;
(4)①动滑轮的总重;②不相同;在有用功相同,额外功不同,则有用功占总功的百分比不同即滑轮组的机械效率不同.
点评:滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关,如果动滑轮重不变,物体越重,机械效率越高;如果物体重不变,动滑轮越重,机械效率越低.
要是考虑绳重和摩擦力的话,绳重和动滑轮重都属于机械本身重力,摩擦力越大也会使吊起同样重的物体时使用的拉力越大,使机械效率降低,总的说,滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关.要提高机械效率,应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时,最大限度的增加被吊物体重力.
要是考虑绳重和摩擦力的话,绳重和动滑轮重都属于机械本身重力,摩擦力越大也会使吊起同样重的物体时使用的拉力越大,使机械效率降低,总的说,滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关.要提高机械效率,应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时,最大限度的增加被吊物体重力.
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