题目内容

小红用一个动滑轮、弹簧测力计和钩码组装成图所示的装置研究以下问题:
(1)使用动滑轮能否省功?
(2)动滑轮的机械效率与什么因素有关?
实验得到下表中的数据:
钩码
重/N
钩码上升的距离/m 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计
移动距离/m
W有用功/J W/J 机械效率η/%
1 0.10 0.6 0.20 0.10 0.12 83.33
2 0.15 1.1 0.30 0.30 0.33 90.91
3 0.20 1.6 0.40 0.60 0.64
(1)提升3N钩码时的机械效率是
93.75%
93.75%

(2)分析3次实验的数据可初步得出的结论是:使用动滑轮
不能省功
不能省功

(3)既然有如上结论,为什么还要使用动滑轮,请引用表中数据举例说明:
使用动滑轮可以省力
使用动滑轮可以省力

(4)分析实验数据还可初步得出有关动滑轮机械效率的结论是:
同一动滑轮的机械效率随物重增大而增大.
同一动滑轮的机械效率随物重增大而增大.
分析:(1)使用任何机械都不能省功;
(2)①根据W=Gh可知,第三次实验提升的钩码重3N,因此根据第三次数据的有用功和总功可求出机械效率;
②比较有用功和总功的大小可初步得出实验的结论;
③根据表格数据可知,使用机械虽然不省功但可以省力;
④分别计算出每次实验中钩码的重力,分析重力与机械效率的关系.
解答:解:(1)使用任何机械都不省功,因此使用动滑轮也不能省功;
(2)①根据表格中的数据可知,钩码上升的距离为0.2m,由W=Gh可知,第三次提升的钩码重:G=
W
h
=
0.6J
0.2m
=3N,因此此时的机械效率:η=
W
W
×100%=
0.6J
0.64J
×100%=93.75%;
②使用动滑轮提升物体时,总功总是大于有用功,因此使用动滑轮不能省功;
③根据表格中的第三次实验数据可知,钩码重3N,拉力为1.6N,说明使用动滑轮可以省力.
④由W=Gh可知,第一次提升的钩码重:G1=
W有1
h1
=
0.1J
0.1m
=1N;第二次提升的钩码重:G2=
W有2
h2
=
0.3J
0.15m
=2N;第三次提升的钩码重:G=3N;根据表格数据可知,机械效率随重力的增大而增大;故可得出的结论是:同一动滑轮的机械效率随物重的增大而增大.

故答案为:(1)不省功;(2)①93.75%;②不能省功;③可以省力;④同一动滑轮的机械效率随物重增大的而增大.
点评:本题考查功的原理,使用任何机械都不能省功,但可以省力或省距离;并能利用控制变量法分析实验数据.
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