题目内容
在测定滑轮组的机械效率时,用同一个滑轮组,第一次挂上一个钩码,第二次挂上两个钩码.假定每个钩码的质量为
m,动滑轮的质量为M,不计摩擦阻力及绳重,试比较两次将钩码匀速提起相同高度h时测得的机械效率,你能得出什么结论?解析:
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答案:由 可得:
同理:
因为M/m>M/(2m),所以 解析:本题综合考查了功的原理和机械效率、重力等知识,在不知动力F与动力作用点通过的距离的情况下,似乎无法确定总功和机械效率.但不妨简化一下思路,在不计摩擦力及绳重的情况下,额外功就是提起动滑轮所做的功. 关键分析:把钩码提高h做的功为有用功,在不计摩擦力的前提下,提高动滑轮所做的功为额外功,增加钩码重量时,有用功变大,而额外功不变,故机械效率会发生改变. 方法点击:引入变量法:对于一些因缺少条件而使我们感到困惑的物理习题,不一定真的缺少条件,你只需要根据所给条件与所求物理量之间的内在关系引入必要的参变量,就有可能使问题得以解决. |
| 次数 | 钩码重G/N | 钩码上升 高度h/m | 拉力F/N | 细线自由端移动的距离s/m | 机械效η/% |
| 1 | 2.0 | 0.03 | 1.6 | 0.06 | |
| 2 | 3.0 | 0.05 | | 0.1 | 75 |
(1)根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况,填好表中空格。
⑵若提升的钩码重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
⑶在实验中,应当 拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
小军和小民在用下图所示的实验装置完成了“测定滑轮组的机械效率”的实验后,想:在所用滑轮组一定的情况下,它的机械效率与哪些因素有关呢?两人根据各自的生活经验和所学知识提出了多种猜想,经过激烈讨论并虚心听取了其他同学的意见,最后形成了以下两个猜想:
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猜想1 可能与提升的速度大小有关;
猜想2 可能与被提升的物体重有关.
小军和小民用图所示的实验装置对上面两个猜想进行了探究,得到的实验数据记录如下表.
小军的实验记录
| 物理量率 控制因素 | 钩码重N | 绳端拉力N | 机械效 |
| 较小提升速度 中等提升速度 较大提升速度 | 10 10 10 | 4.2 4.2 4.2 | 79.4% 79.4% 79.4% |
小民的实验记录
| 物理量 控制因素 | 钩码重N | 绳端拉力N | 机械效率 |
| 大致相同的 提升速度 | 10 | 4.2 | 79.4% |
| 15 | 6.0 | 83.3% | |
| 20 | 7.5 |
(1)请帮助小民完成表中的一项计算;
(2)分析小军和小民的实验数据,得到的实验结论是:在滑轮组一定的情况下,它的机械效率与______有关;它们的关系是: __________________________.