题目内容

20.在“探究动滑轮的机械效率”时,某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量,数据记录如下:
实验序号钩码重(N)动滑轮重(N)拉力(N)钩码上升的高度(m)测力计移动的距离(m)有用功(J)总功(J)机械效率(%)
140.52.30.20.40.80.9287.0
240.92.50.20.40.81.080.0
360.53.30.20.4①②③
(1)完成表格中实验数据①、②和③的计算.
(2)通过比较哪两次实验数据(选填实验序号),可以初步判断动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关?①与②
(3)小明认为“同一机械,它的机械效率是一个定值”,你认为小明的观点是否正确错误(填“正确”或“错误”),你可以用哪两次实验数据来验证你的结论①与③.

分析 (1)有用功等于钩码重力和钩码上升高度的乘积,即W有用=Gh;总功等于拉力和测力计移动距离的乘积,即W总=FS;机械效率等于有用功和总功的比值,即η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$;
(2)研究动滑轮机械效率与动滑轮自身重力是否有关时,应控制提升钩码的重力相同,改变动滑轮重力;
(3)同一个机械,额外功基本上不变,当提升的物体重力变化时,有用功在总功中占得比值就变化,机械效率也就变化.

解答 解:(1)第3次数据中,有用功W有用=Gh=6N×0.2m=1.2J;
总功W总=Fs=3.3N×0.4m=1.32J;
机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.2J}{1.32J}$×100%≈90.9%;
(2)①②两次实验中,钩码的重力相同,动滑轮的重力不同,机械效率也不同,因此探究的是机械效率与动滑轮自重的关系;
(3)比较①③,同一个机械,动滑轮重力不变,提升的物体重力不同时,机械效率也不同,提的物体越重,机械效率越大,所以小明的观点是错误的.
故答案为:(1)①1.2;②1.32;③90.9;(2)①与②;(3)错误;①与③.

点评 (1)滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮重力、绳子段数及摩擦有关;
(2)同一滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越大.

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