题目内容

16.下表是某同学测定滑轮组机械效率的实验记录,实验装置如图,表中前四项是原始记录,有一项最容易出错,请你判断有无错误,并将纠正后的数据和随后应改正的计算结果填在表格中:
项目砝码
(N)
拉力(N)砝码升高(米)弹簧秤移动距离(米)总功
(焦)
有用功(焦)机械效率(%)
实验数据0.30.120.050.20.0240.01562.5
纠正数据

分析 由图知,承担物重的绳子段数有3段,已知钩码上升的高度,利用公式s=nh得到弹簧秤移动的距离;
已知砝码重和上升高度,利用公式W有用=Gh得到有用功;
已知拉力和弹簧秤移动的距离,利用公式W=Fs得到拉力做的总功;
已知有用功和总功,两者之比得到机械效率.
将计算结果与表格中数据对比,确定错误的数据并改正.

解答 解:
拉力做的有用功为W有用=Gh=0.3N×0.05m=0.015J;
钩码上升的高度是h=0.05m,
所以弹簧秤移动的距离为s=3h=3×0.05m=0.15m,
拉力做的总功为W=Fs=0.12N×0.15m=0.018J,
滑轮组的机械效率为η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.015J}{0.018J}$×100%≈83.3%.
比较知,错误的数据是弹簧秤移动的距离、总功和机械效率,更改如下:

项目砝码
(N)
拉力
(N)
砝码升高
(米)
弹簧秤移动距离(米)总功
(焦)
有用功
(焦)
机械效率
(%)
实验数据       
纠正数据   0.150.018 83.3

点评 此题考查的是我们对滑轮组特点和机械效率计算公式的掌握和应用,正确判断承担物重的绳子段数,是解答此类问题的第一步.

练习册系列答案
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4.以下是某班开展“制作模拟调光灯”综合实践活动的片断.根据题意回答或解决有关问题.
【实验器材】:学生电源(恒为6V)、规格为“2.5V 0.25A“的小灯泡、规格为“20Ω  2A”
的滑动变阻器、电流表(量程0-0.6A)、电压表(量程0-3V)、开关和若干导线,另有各种规格的定值电阻可供任意选用(均标注电阻值和允许通过的最大电流值).
【制作要求】:亮度可连续调节;在调光的整个过程中,灯两端的电压不超过2.5V.
思考与制作:(略)
【交流与评价】:
(1)小明实验桌上的情景如图(a).不少同学认为,该调光灯不符合制作要求.请你指出不符合要求之处:滑动变阻器滑片不能随意向右移,否则灯泡两端的电压会超过2.5V;

(2)小华同学认为:可在小明的电路中再串联一只规格合适的定值电阻R0(如图b)就能符合要求.根据题意和有关计算,可确定R0的规格:R0的阻值为14Ω,允许通过的最大电流不小于0.25A;
(3)小丽同学认为:可将电压表并联在灯泡两端,在调光过程中,当观察到电压表示数为2.5V时,在变阻器上做标记或安装限位装置,以限定滑动变阻器滑片移动的范围;
(4)当灯泡都正常发光时,相同时间内,小明的电路消耗的电能为W1,小华的电路消耗的电能为W2,则W1=W2.(选填“=”、“<”或“>”)

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