题目内容

19.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如表:
物理量
实验次数
钩码总
重G/N
钩码上
升的高
度h/m
弹簧测力
计的示数
F/N
弹簧测力
计移动的
距离s/m
机械
效率
η
140.11.80.3
260.12.40.383
340.11.40.557
440.21.41.057
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数.
(2)第1次实验测得的机械效率为74%.(结果保留两位有效数字)
(3)分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低.
(4)分析第3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.(选填“有关”或“无关”)

分析 (1)测绳端拉力F时,应尽量沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
(2)由表中数据,根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率;
(3)(4)根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度之间的关系s=nh 判断四次实验所用滑轮组,分别找出实验1、3和3、4中相同的量和不同的量,分析机械效率与不同量的关系.

解答 解:(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时,系统处于平衡状态,拉力等于测力计的示数;
(2)由表中数据知,第1次实验测得的机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%;
(3)根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度之间的关系s=nh,绳子有效段数:n=$\frac{s}{h}$,在1、2、3、4次实验中,结合物体的重力,绳子的有效段数分别3、3、5、5,分别是用图甲、乙、丙、丙做的实验,
由表中数据可知,第1、3次实验是用图数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低;
(4)分析第3、4次实验的数据可知,用同一滑轮组提升相同重力的物体,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
故答案为:(1)匀速;(2)74%;(3)越低;(4)无关.

点评 本题测量滑轮组机械效率,考查注意事项、机械效率的计算及影响机械效率大小的因素和控制变量法的运用.

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