题目内容

15.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如表:
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
 1 210 0.8  3083.3% 
 2 4 10 1.5 30 
 3 6 10  30 90.9%
(1)在实验过程中,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计.
(2)第2次实验中,滑轮组做的有用功是0.4J,机械效率为88.9%(结果保留一位小数);
(3)第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为2.4N;
(4)分析数据可得实验结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高(选填“高”或“低”);
(5)根据实验结论推测,使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为C(只填序号)
A.71.5%   B.82.4%   C.92.1%

分析 (1)实验时,匀速拉动弹簧测力计,使物体做匀速直线运动,速度保持不变.
(2)根据W有用=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第2次实验中滑轮组的机械效率;
(3)根据弹簧测力计的分度值读出第3次实验中弹簧测力计的示数;
(4)分析表格数据可知,使用同一个滑轮组提升不同重物时机械效率的变化规律;
(5)依据该滑轮组将6N的物体匀速提升时的机械效率,根据滑轮组提升不同重物时机械效率的变化规律得出答案.

解答 解:(1)在实验中,测绳端拉力F时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数.
(2)第2次实验中,钩码重G=4N,钩码上升高度h=10cm=0.10m.所以有用功为:W有用=Gh=N×0.10m=0.4J;
拉力为F=1.5N,绳端移动距离为s=30cm=0.3m,所以总功为:W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J;
所以机械效率为:η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.45J}$×100%≈88.9%.
(3)由图丙可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为2.4N;
(4)由表格数据可知,使用同一个滑轮组提升物体时,钩码重越大时,滑轮组的机械效率越高;
(5)根据该滑轮组将6N的物体匀速提升时的机械效率为90.9%,则使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm时,滑轮组的机械效率应大于90.9%,故C选项符合.
故答案为:(1)匀速;(2)0.4;88.9%;(3)2.4;(4)高;(5)C.

点评 本题考查了测量滑轮组的机械效率的实验,涉及到滑轮组机械效率的计算和弹簧测力计的读数,从表格中得出滑轮组机械效率与物重之间的关系是关键.

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