题目内容

20．某同学想测定用滑轮组提升重物时的机械效率．
（1）实验中我们要沿竖直方向匀速拉动物体；如在实验中刻度尺折断无法使用，则该同学能（能、不能）顺利完成实验．
（2）该同学在实验中记录的实验数据如表：
实验次数钩码重力（N）钩码上升 的高度（m）弹簧测力计示数（N）弹簧测力计移动的距离（m）
110.10.50.3
22   
（3）根据其实验记录，请在右图中画出该同学所用的滑轮组的绕线方式．
（4）该同学第一次实验得出的机械效率的大小为η1=66.7%．由于时间关系，第二次实验尽管没出完成，但我们根据所学知识就可知道，其机械效率η2大于η1（填“大于、等于或小于”），这是因为动滑轮重一定，物重越大，机械效率越大．

分析 （1）由二力平衡的条件可知，只有物体做匀速直线运功时，弹簧测力计的示数和绳子的拉力相等；
若没有刻度尺，则可根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{G}{nF}$计算出滑轮组的机械效率．
（3）由表中数据可知，使用滑轮组，当将重物提升0.1m时，绳子自由端移动了0.3m，则s=3h，据此求出承担物重的绳子股数n，据此画出绕法（从动滑轮的上挂钩绕起）；
（4）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$即可求出第一次实验时滑轮组的机械效率；
使用滑轮组时，做的额外功不变，增加物重，增加了有用功，因此机械效率会变大．

解答 解：
（1）由二力平衡的条件可知，只有竖直匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等；
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$可知，若没有刻度尺，也能测出滑轮组的机械效率，测出G和F，确定承担物重的绳子段数即可；
（3）绳子自由端移动的距离s=0.3m，物体升高h=0.1m，
则承担物重的绳子股数n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，
从动滑轮的上挂钩绕起，滑轮组的绕法如图所示：

（4）第一次的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.1m}{0.5N×0.3m}$×100%≈66.7%；
使用同一滑轮组，额外功不变，增加物重，增加了有用功，则有用功占总功的比例变大，故滑轮组的机械效率变大，因此第二次实验时滑轮组的机械效率大于第一次的机械效率；故动滑轮重一定，物重越大，机械效率越大．
故答案为：（1）竖直；匀速；能；（3）见上图；（4）66.7%；大于；动滑轮重一定，物重越大，机械效率越大．

点评 此题主要考查了滑轮组的机械效率的计算，同时还考查了滑轮组的组装及滑轮组机械效率与物重的关系．

练习册系列答案
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5．如图，将易拉罐的顶部剪去，蒙上半透明纸，在罐底部开一个小孔，用它做小孔成像实验，观察物体，下列说法错误的是（　　）
A．像与物上下颠倒，左右相反
B．物体做顺时针转动时，像做逆时针转动
C．半透明纸与小孔距离不变，物体离得越远，像就越小
D．在物体距小孔不变的情况下，半透明纸与小孔距离越大，像也越大
11．如图所示，一工人用滑轮组提升重500N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s（不计绳重、绳与滑轮间的摩擦）．
求：（1）物体上升的高度；      
（2）拉力F所做的功；
（3）若物重为800N时，滑轮组的机械效率．
8．在进行光学实验的探究过程中：
（1）小明同学用如图甲所示的装置（光屏可沿图中虚线转折），研究光的反射规律，可转折的光屏是为了探究：光反射时，反射光线、入射光线和法线是否在同一平面内．
（2）如图乙所示为光的色散实验的示意图．
①实验中观察到白屏从上到下依次分布的是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光．
②若在三棱镜与白屏之间插一块无色玻璃，发现白屏上的各种色光的分布没有（选填“有”或“没有”）变化；若在三棱镜与白屏之间插一块红玻璃，则白屏上将只有红色光带．
15．小明、小红和小亮在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时，做出了如下猜想．
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关．
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关．
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关．
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示
编号材料长度/m横截面积/mm2
A镍铬合金0.251.0
B镍铬合金0.501.0
C镍铬合金0.252.0
D锰铜合金0.251.0
（1）如图所示电路，闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察相关现象来比较导体电阻大小，小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点：
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小．
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小．
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表．
你赞同小亮（选填“小明”、“小红”或“小亮”）的观点．
（2）为了验证猜想二，可依次把M、N跟A、C（选填“A、B、C、D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小．
（3）依次把M、N跟电阻丝A、B的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、B两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟导体的长度的关系，其结论是当材料和横截面积相同时，导体越长电阻越大．
5．为探究影响导体电阻大小的因素，小明找到了不同规格的导线，如表所示．
导线材料长度横截面积
A镍铬L0S0
B镍铬2L0S0
C镍铬2L02S0
D锰钢2L02S0
（1）探究电阻大小与导体长度的关系：应选择A 和B 两根导线进行实验．
（2）探究电阻大小与横截面积的关系：应选择B 和C两根导线进行实验．
（3）探究电阻大小与导体材料的关系：应选择C 和D两根导线进行实验．
12．探究小孔成像规律选用的实验器材：针、不透明纸、白纸、白炽灯、桌子．
（1）如图所示，抓在手上的不透明纸上用针扎一个直径约1mm的小孔，让白炽灯发出的光穿过小孔射到桌面上的白纸上，在白纸上可看到一个清晰的灯丝（选填“灯丝”或“小孔”）的像，这种现象叫做小孔成像，这种现象是由于光的直线传播形成的．
（2）保持灯和白纸的位置不动，向上移动小孔，像的大小将变大；保持灯和小孔的位置不动，向上移动白纸，像的大小将变小；保持小孔和白纸的位置不动，向上移动白炽灯，像的大小将变小．以上三种实验方法是物理学中常用的方法，叫做控制变量法． （此题1、2、3空，选填“变大”、“变小”、“不变”）
9．小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）．问：
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10．下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能
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