题目内容

如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动,分别测得数据如表所示.请你分析:
钩码重G/N钩码升高高度h/m测力计示数/F/N测力计移动距离s/m
(a)10.210.2
(b)10.21.10.2
(c)10.20.60.4
(1)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是______.
(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是______.
(3)把钩码升高相同的高度,比较(b)和(c)实验弹簧测力计移动的距离,可知:使用动滑轮______.
(4)根据(c)实验的数据可计算出动滑轮的自重为______N(不计摩擦和绳重)
(5)根据表中数据可知,定滑轮和动滑轮的机械效率的大小关系是:η定______η动,(填“大于”或“小于”或“等于”),请你说说想提高动滑轮的机械效率的两种办法:(a)______,(b)______.

解:(1)在(c)中,拉力F=0.6N<G=1N,故使用动滑轮时省力;
(2)在(a)中,拉力F=1N=G=1N,但是向下用力,故使定滑轮可以改变用力的方向;
(3)(b)中拉力移动的距离为0.2m,(c)中拉力移动的距离为0.4m,故使用动滑轮费距离;
(4)根据s=nh可得,绳子股数n===2,
∵F=(G+G动)
∴动滑轮重为G动=2F-G=2×0.6N-1N=0.2N;
(5)根据(a)中数据,定滑轮的机械效率为η定=×100%=×100%=×100%=100%,
根据(c)中数据,动滑轮的机械效率为η动=×100%=×100%=×100%≈83.3%,
由此可知,定滑轮和动滑轮的机械效率的大小关系是:η定>η动,
根据公式η==可知,要想提高动滑轮的机械效率,可以减小是用动滑轮过程中的额外功或增大有用功,所以可以减小动滑轮重或增大物重.
故本题答案为:(1)能省力;(2)可以改变力的方向; (3)费距离;(4)0.2;(5)大于;减小动滑轮重;增大物重.
分析:(1)比较弹簧测力计示数的大小,可得出拉力小于物重,即使用动滑轮时省力;
(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可得出拉力与物重相等,但改变了用力的方向,给做功带来了方便;
(3)(b)中测力计移动的距离小于(c)中的距离,即使用动滑轮费距离;
(4)首先根据s=nh求出绳子股数,不计摩擦和绳重时,根据公式F=(G+G动)求出动滑轮重;
(5)分别求出动滑轮和定滑轮的机械效率,进行比较即可;根据公式η=进行分析即可得出答案.
点评:本题考查了学生从表格中的数据得出结论的能力,认识到使用定滑轮和动滑轮的特点,每种机械都有优点和缺点,同时注意公式F=(G+G动)的灵活运用.
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