题目内容

13.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,用相同的滑轮分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,并分别匀速提升质量相同的钩码.(忽略绳重,弹簧测力计重和摩擦)
(1)在实验中,测量绳子自由端的拉力F时,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计.
(2)分析表格中的数据可知,这是利用滑轮组测得的,该滑轮组的机械效率是83.3%.
钩码总重G/N钩码上升的高度h/m弹簧测力计拉力F/N弹簧测力计移动的距离S/m
20.050.80.15
(3)若甲滑轮组的机械效率为η甲,乙滑轮组的机械效率为η乙,则η甲=η乙,若将甲滑轮组中的动滑轮换成质量小一些的,再匀速提升质量相同的钩码,则滑轮组的机械效率将增大(选填“增大”“减小”或“不变”)

分析 (1)只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计,拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;
(2)根据表中实验数据应用效率公式求出滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组的机械效率与被提升的物体重力和动滑轮的重力有关,动滑轮重相同,被提升的物体越重,机械效率越高;
被提升的物体重力相同,动滑轮重力相同,所以有用功和总功相同,则机械效率不变.

解答 解:
(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定;
(2)由表中实验数据可知,滑轮组的机械效率为:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.8N×0.15m}$×100%≈83.3%;
(3)同一滑轮组的两种不同绕法,提起质量相同的钩码时,两滑轮组所做的有用功相等;不考虑绳重和摩擦的影响,滑轮组所做的额外功就是克服动滑轮重所做的功,而动滑轮的重力相等,所以额外功相等;有用功相等、额外功相等,所以机械效率相等,即η甲=η乙;
在实验中影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮的重和摩擦力,将实验中的动滑轮换成质量小一些的,有用功不变,额外功减少,则滑轮组的机械效率将增大.
故答案为:(1)竖直;(2)83.3%;(3)=;增大.

点评 本题考查了滑轮组机械效率的测量实验,涉及到绳端移动距离和功的计算以及提高滑轮组机械效率的方法,关键是根据图得出滑轮组绳子的有效股数;同时进一步我们应明确一点,就是同一滑轮组的机械效率与它提升的物重有关,物重越大,机械效率越高.

练习册系列答案
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3.根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:

(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示.小明通过调节杠杆右端的螺母向右移动(左/右),使杠杆在水平位置平衡,然后进行下面的实验探究.
(2)要使图乙中杠杆平衡,应在a处挂1个钩码(题中的每个钩码都是相同的).
(3)当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将变大(变大/不变/变小).
(4)有同学根据自己的实验数据,得到如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离.这个结论与杠杆的平衡条件不符,原因是实验过程中没有②(选填序号:①改变力的大小;②改变力的方向;③改变力的作用点;④多次进行实验).
(5)小明对原来装置进行改装如丁图,与丙图比较,同样用竖直向上的力,将两个相同的钩码,提升相同的高度,机械效率高的是丙(丙/丁)图;若利用丁图,小明两次将钩码分别挂在A点和C点,使钩码上升同样的高度,那么机械效率C(A/C/一样)的高.
(6)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了D,实验得出杠杆平衡的条件是F1L1=F2L2
A.减小摩擦                      B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差      D.获取多组实验数据归纳出物理规律.

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