题目内容

如图甲所示,是测动滑轮机械效率的示意图.它用弹簧测力计拉动绳子自由端,将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的A’位置匀速竖直上升到B’位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示.请你根据该实验完成下列问题.
(1)弹簧测力计的示数是______N.
(2)钩码上升的距离是______cm.
(3)拉力F做的功是______J.
(4)该动滑轮的机械效率是______.

解:(1)弹簧测力计的示数为1N+0.2N×3=1.6N;
(2)钩码上升的距离为图中A到B的距离,为10cm;
(3)拉力F做的功W总=Fs=1.6N×0.2m=0.32J;
(4)滑轮组的机械效率η====62.5%.
故答案为:(1)1.6;(2)10; (3)0.32;(4)62.5%.
分析:弹簧测力计的示数、钩码上升的距离、绳子自由端移动的距离都可通过读图得出;拉力所做的功可利用W=Fs进行计算;机械效率可利用公式η=进行计算.
点评:此题中通过读图得出弹簧测力计、刻度尺的示数,并分析力与距离间的对应关系,再利用功和机械效率的公式进行计算.熟练运用公式是正确解题的关键.
练习册系列答案
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(2013?姜堰市模拟)某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1W 左右.
(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,连线时导线不能交叉;
(2)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是
灯泡断路
灯泡断路

(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为
3.8
3.8
V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图甲所示,则灯泡的额定功率为
1.216
1.216
W;
(4)另一组的同学连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭.检查后发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
开关未断开
开关未断开
;②
滑动变阻器的滑片调到最小阻值了
滑动变阻器的滑片调到最小阻值了

(5)小组的其他同学设计了如图丙所示的电路图,利用它也可以测出上面的小灯泡的额定功率(图中电源电压保持不变,定值电阻的阻值为R),具体操作如下:
①将开关S拨到“2”,闭合开关S1,接下来的操作是
调节滑动变阻器的阻值,使灯泡两端的电压为3.8V
调节滑动变阻器的阻值,使灯泡两端的电压为3.8V

②断开开关S1,将开关S拨到“1”,保持滑动变阻器的滑片位置不动,再闭合开关S1,记下此时电压表的示数为U;利用上面所测的物理量写出该灯额定功率的表达式P=
3.8V(U-3.8V)
R
3.8V(U-3.8V)
R
图甲是测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率的电路图
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(1)连接电路时,开关应处于
 
状态,滑动变阻器的滑片应移到最
 
(左/右)端;
(2)在实验中,静菲同学正确连接电路并规范操作实验,闭合开关后,发现灯泡不亮,为了找出灯泡不亮的具体原因,接下来最应该进行的具体操作是
 

(3)在排除问题后,当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,是
 
A,由此可得,该小灯泡的额定电功率为
 
W;
(4)实验中志乾同学的电流表损坏了,老师告诉他已经没有电流表可换,而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,志乾重新设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡的额定功率.请你帮他补全实验步骤和表达式:①按照电路图正确连接电路;②断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使得
 
;③保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,记下电压表的时数为U2;则测得小灯泡额定功率的表达式为P=
 
(电源电压未知);
(5)志乾经过进一步的实验发现,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,他还想比较以下两种情况下灯泡实际电功率的大小关系:①灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率P1;②灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率P2;利用所学物理知识请你帮他比较出P1与P2之间正确关系应该为:P1
 
P2(大于/小于/等于).
(6)若用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω定值电阻分别代替图甲中的小灯泡,还可以完成“探究电流与电阻关系”实验,实验过程中始终保持电压表示数为3V,为能完成探究,则滑动变阻器最大阻值至少为
 
Ω(设此时电源电压为6V且恒定不变).

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