题目内容

20．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小静用如图1所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：
实验次数钩码所受的重力  G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离 s/m机械效率η
120.051.00.1566.7%
240.051.70.1578.4%
360.05①0.15②
（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高．
（2）表格中编号①处数据应为2.4N，编号②处数据应为83.3%．
（3）分析以上实验数据可得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与提起物重有关．
（4）本实验中额外功产生的原因是动滑轮的重或绳子与滑轮间的摩擦．
（5）如图，同一套滑轮组有两种不同的绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，FA大于 FB（填“大于”“小于”或“等于”），ηA等于ηB（填“大于”“小于”或“等于”）．

分析 （1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高．
（2）根据测力计分度值为读数；由表中数据根据机械效率公式求解；
（3）根据控制变量法分析；
（4）实验中额外功产生的原因是动滑轮的重或绳子与滑轮间的摩擦；
（5）根据F=$\frac{{G}_{物}{+G}_{动}}{n}$，判断拉力的大小；
因不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，根据机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{{G}_{物}h}{{G}_{物}h{+G}_{动}h}$=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{物}{+G}_{动}}$比较机械效率大小．

解答 解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，这时测力计示数等于拉力大小．
（2）测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，
第3次机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%，
（3）纵向分析以上实验数据可得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与提起的物重有关；
（4）本实验中额外功产生的原因是动滑轮的重或绳子与滑轮间的摩擦；
（5）如图，同一套滑轮组有两种不同的绕绳方法，不计摩擦及绳重，根据F=$\frac{{G}_{物}{+G}_{动}}{n}$，n分别为2、3，提升相同的物体时，FA大于FB；
因不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，
机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{{G}_{物}h}{{G}_{物}h{+G}_{动}h}$=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{物}{+G}_{动}}$，故ηA 等于ηB．
故答案为：（1）匀速；  （2）2.4N； 83.3%；  （3）提起物重； （4）动滑轮的重或绳子与滑轮间的摩擦； （5）大于；  等于．

点评 本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、测力计读数、效率的计算，数据处理及效率大小的比较．

练习册系列答案
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