题目内容

15.小可同学测量滑轮组机械效率的实验数据如表:
次  数钩码重
G/N
钩码上升
高度h/m
弹簧测力计
示数F/N
弹簧测力计上
升高度S/m
机械效率η
140.31.80.974%
260.32.50.9
380.330.989%
(1)请你根据表中数据在图中用笔划线将滑轮组绕起来.
(2)在整个测量过程中,小可同学应竖直向上匀速的拉动弹簧测力计,小萌同学在测量机械效率时加速拉动弹簧测力计读数,结果会导致机械效率的测量值比真实值偏小.
(3)通过计算,第2组实验的机械效率为80%.
(4)对小可的实验数据进行分析不难发现,滑轮组的机械效率和物重有关.请写一条能够提高滑轮组机械效率的办法:提高被提升的物重、减小动滑轮的重力、加润滑油.

分析 (1)根据表中数据可判断S与h的关系,从而确定绳子的绕法;
(2)只有在匀速拉动时,弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等;
加速拉动弹簧测力计时,对物体做的有用功不变,拉力做的总功变大,根据机械效率的公式可知其变化;
(3)根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$即可求出滑轮组的机械效率;
(4)使用同样的滑轮组,做的额外功相同.提起的物体越重,做的有用功越多,机械效率越高;
提高机械效率的方法:有用功不变,减小额外功;额外功不变,增大有用功.

解答 解:
(1)分析数据可知,绳端向上移动的距离s=0.9m,钩码上升高度h=0.3m,即s=3h,故有三段绳子承担物重,力F方向向上,其绕法如下:

(2)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计.这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小;
加速拉动弹簧测力计时,拉力变大,对物体做的有用功不变,拉力做的总功变大,由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知,滑轮组的机械效率偏小;
(3)第2实验中滑轮组的机械效率:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.3m}{2.5N×0.9m}$×100%=80%;
(4)分析表中实验数据可知,3次实验使用同一滑轮组,提升的钩码重,机械效率高,即同一滑轮组,提升的钩码越重,机械效率越高;
要提高滑轮组的机械效率,可在额外功不变的情况下提高有用功,即提高被提升的物重;也可在有用功不变的情况下,减小额外功,即减少动滑轮的重力、加润滑油,减少摩擦力.
故答案为:(1)见上图;(2)竖直向上匀速;小;(3)80;(4)物重;提高被提升的物重、减小动滑轮的重力、加润滑油.

点评 本题考查了实验注意事项、机械效率的计算以及实验数据处理,认真分析实验数据是正确解题的关键.

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