题目内容

12.用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率与被提升物体重G物的关系:
(1)为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是B(选填“A”或“B”)同学的方法.
(2)改变被提升物体的重力,用同一滑轮组进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图象,分析可知,被提升物体的重力越大时,滑轮组的机械效率越大.
(3)忽略绳重和摩擦,分析图象可知,A点对应的机械效率是80%.

分析 (1)为了正确测量拉力,应沿竖直方向缓慢匀速提升拉动测力计;
(2)根据图象分析,得出机械效率与被提升物体重力的关系;
(3)由图乙,在忽略绳重和摩擦,故额外功的唯一来源是克服动滑轮自重做的功,据此得出机械效率的表达式,求出动滑轮重,从而求出A点的机械效率.

解答 解:(1)若在弹簧测力计静止时读数,则没有测量出其中的摩擦力的大小,为了正确测量出拉力大小,实验时,应缓慢匀速拉动弹簧测力计;
(2)由图乙知,被提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(3)忽略绳重和摩擦,故额外功的唯一来源是克服动滑轮自重做的功,
W额外=G动h,有用功W有=Gh,W总=W有+W额外,
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{Gh}{Gh{+G}_{动}h}$=$\frac{G}{G{+G}_{动}}$,由图象知,当G=100N时,η=50%,则:
50%=$\frac{100N}{100N{+G}_{动}}$,
解得G动=100N;动滑轮自重不变,
当物重为400N时,η′=$\frac{G′}{G′{+G}_{动}}$×100%=$\frac{400N}{400N+100N}$×100%=80%;
故答案为:(1)B;(2)大;(3)80%.

点评 本题主要考查了对机械效率概念的理解及其计算和从图象获取有效信息的能力,(3)是该题的难点,解决的关键是根据图象信息计算出动滑轮的重力.

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