题目内容

(2009?黄石)某实验小组在探究滑轮组的机械效率实验中得到的数据如图(1)中表格所示,实验装置如图(1)中甲、乙所示.
物理量 1 2 3
钩码重量G(N) 4 4 6
钩码上升高度h(m) 0.1 0.1 0.1
绳末端拉力F(N) 1.8 1.4 2.4
绳末端移动距离S(m) 0.3 0.5 0.3
机械效率η 74%
①通过对上表数据的分析可知实验2是由
乙
乙
(填甲或乙)图做的实验.
②通过对实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越
低
低
(填高或低)
③该实验小组按图(2)中丙图所示的滑轮组又进行实验,若每个滑轮等重,不计绳重和摩擦阻力,物体重量G0从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉断.每次都匀速拉动绳子提升同样的高度,图(2)中丁图记录了此过程中滑轮组的机械效率随物体重量G0的增加而变化的图象,请由丙、丁两图计算出每个滑轮的重量为
100
100
牛顿.
分析:(1)根据s=nh求出n的值,然后与图中对应可知选择的滑轮组;
(2)根据滑轮组的机械效率公式η=
W有
W总
×100%求出实验2的机械效率,比较机械效率的大小可知滑轮组与动滑轮个数的关系;
(3)从图上找出滑轮组提起200N物体时的机械效率,根据η=
W有
W总
=
W有
W有+W额
=
G物h
(G物+G动)h
=
G物
G物+G动
即可求出每一个动滑轮的重力.
解答:解:(1)根据实验2可知,s=0.5m,h=0.1m,所以n=
0.5m
0.1m
=5,故选择乙图做的实验;
(2)实验2:η=
W有
W总
×100%=
4N×0.1m
1.4N×0.5m
×100%=
0.4J
0.6J
×100%=66.7%<74%;因此使用不同的滑轮组提升相同的重物,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低;
(3)由丙图可知动滑轮为两个,设每个动滑轮重G动,
由丁图可知,当物体重200N时,机械效率为50%.
由公式η=
G物
G物+2G动
可得:
50%=
200N
200N+2G动

G动=100N
所以每个滑轮重100N.
故答案为:①乙;②低;③100.
点评:本题考查了滑轮组条数的判断、影响滑轮组机械效率的因素以及机械效率公式的应用,重点是能从图中得出有用信息;难点是机械效率公式的选择,注意:利用滑轮组提升物体,不考虑绳重和摩擦时,利用η=
G
G+G动
计算相关的物理量,是比较常用的方法.
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