题目内容
某兴趣小组学习机械效率知识后,为“探究动滑轮和定滑轮的机械效率”,设计了如下实验探究过程:先用弹簧测力计测出物体的重G,按如图所示组装好器材.拉动弹簧测力计,使物体匀速上升,用刻度尺.分别测出物体上升的高度h和测力计移动的距离s,在物体静止时读出拉力的大小F.(1)以上操作过程中存在一处错误是______,正确的操作方法是______
(2)改正错误后,正确操作得到的实验数据如表:
| 滑轮 | 物体重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 |
| 甲 | 1 | 20 | 1.1 | 20 |
| 乙 | 1 | 20 | 0.6 | 40 |
(3)使用动滑轮所做的有用功是______J,动滑轮的机械效率是______.比较定滑轮和动滑轮的机械效率,两种滑轮的机械效率不同的原因是______.
(2)比较动滑轮和定滑轮的拉力即可得出使用动滑轮的好处,滑轮组既可以省力、又可以改变用力的方向.
(3)根据W=Gh求出滑轮做的有用功,根据W=Fs求出总功,利用效率公式分别求出动滑轮和定滑轮的机械效率;根据额外功产生的原因得出两种滑轮的机械效率不同的原因.
解答:解:(1)在实验中影响滑轮组机械效率的因素不光有物重还有动滑轮的重、绳重与摩擦;
所以滑轮转动时,滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在摩擦,与静止状态弹簧测力计的示数不同;
改进:物体匀速上升时读弹簧测力计的示数;
(2)由表格可知,提升相同的重物时,动滑轮的拉力小于定滑轮的拉力,所以使用动滑轮的好处是省力;
定滑轮的好处是可以改变用力的方向,在提升重物的过程中,如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的好处,应选择滑轮组.
(3)定滑轮的机械效率η=
动滑轮:有用功W有=Gh=1N×0.2m=0.2J,
总功W总=Fs=0.6N×0.4m=0.24J,
机械效率η=
在有用功相同时,比较两者的额外功可知,都有克服摩擦力做的额外功,但动滑轮还要克服动滑轮的重力做额外功,
所以两端机械效率不同的原因是动滑轮的自重.
故答案为:(1)在物体静止时读出拉力F;物体匀速上升时读弹簧测力计的示数;
(2)省力;滑轮组;
(3)0.24;83.3%;动滑轮有自重.
点评:本题是测量滑轮组的机械效率的实验,一定要搞清绳端拉力的测法,必须使测力计匀速运动.同时要掌握滑轮组机械效率的影响因素.
学习了机械效率知识后,某物理兴趣小组的同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想:A.跟斜面的粗糙程度有关;B.跟斜面的倾斜程度有关;C.跟物体的重力有关;D.跟斜面的长度有关.
为了证实其中的部分猜想是否正确,小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究.下表反映了他的探究过程.
| 实验次数 | 斜面 倾角 | 粗糙 程度 | 物块重力G/N | 斜面高 度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长S/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率η/% |
| ① | 30º | 粗糙 | 1 | 0.5 | 0.7 | 1 | 0.5 |
| 71 |
| ② | 30º | 稍光滑 | 1 | 0.5 | 0.6 | 1 | 0.5 | 0.6 | 83 |
| ③ | 45º | 粗糙 | 1 | 0.7 | 0.9 | 1 | 0.7 | 0.9 |
|
(1)请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据.
(2)通过对比 两次(填实验次数的序号)实验数据,可验证猜想A.
(3)通过对比实验①③据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效越 .
(4)若要验证猜想C,应控制不变的量是:斜面长、斜面的倾斜程度和 。
为了证实其中的部分猜想是否正确,小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究.下表反映了他的探究过程.
| 实验次数 | 斜面 倾角 | 粗糙 程度 | 物块重力G/N | 斜面高 度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长S/m | 有用功W有/J | 总功W总/J | 机械效率η/% |
| ① | 30º | 粗糙 | 1 | 0.5 | 0.7 | 1 | 0.5 | | 71 |
| ② | 30º | 稍光滑 | 1 | 0.5 | 0.6 | 1 | 0.5 | 0.6 | 83 |
| ③ | 45º | 粗糙 | 1 | 0.7 | 0.9 | 1 | 0.7 | 0.9 | |
(2)通过对比 两次(填实验次数的序号)实验数据,可验证猜想A.
(3)通过对比实验①③据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效越 .
(4)若要验证猜想C,应控制不变的量是:斜面长、斜面的倾斜程度和 。
学习了机械效率知识后,某物理兴趣小组的同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想:A.跟斜面的粗糙程度有关;B.跟斜面的倾斜程度有关;C.跟物体的重力有关;D.跟斜面的长度有关.
为了证实其中的部分猜想是否正确,小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究.下表反映了他的探究过程.
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实验次数 |
斜面 倾角 |
粗糙 程度 |
物块重力G/N |
斜面高 度h/m |
沿斜面拉力F/N |
斜面长S/m |
有用功W有/J |
总功W总/J |
机械效率η/% |
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① |
30º |
粗糙 |
1 |
0.5 |
0.7 |
1 |
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71 |
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② |
30º |
稍光滑 |
1 |
0.5 |
0.6 |
1 |
0.5 |
0.6 |
83 |
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③ |
45º |
粗糙 |
1 |
0.7 |
0.9 |
1 |
0.7 |
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(1)请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据.
(2)通过对比 两次(填实验次数的序号)实验数据,可验证猜想A.
(3)通过对比实验①③据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜程度越大,斜面的机械效越 .
(4)若要验证猜想C,应控制不变的量是:斜面长、斜面的倾斜程度和 。