题目内容

13.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示.
实验次数123
钩码重G/N446
钩码上升高度h/m0.10.10.1
绳端拉力F/N1.81.42.4
绳端移动距离s/m0.30.50.3
机械效率η74%57%83%
(1)在实验操作中应沿竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
(2)通过表中数据可分析出实验1是用甲图做的实验,实验2是用乙图做的实验.
(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率低.
(4)比较实验1和实验3可得结论:使用同一滑轮组,增大提升的物重可以提高滑轮组的机械效率.

分析 (1)应竖直匀速拉动测力计,这样拉力大小不变,弹簧测力计的示数稳定;
(2)根据s=nh确定绳子的股数,判断是哪一个滑轮组;
(3)比较实验1和2的条件和机械效率大小,可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响;
(4)比较实验1和3的条件和机械效率大小,可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响.

解答 (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)实验1中,s1=0.3m,h1=0.1m,
n1=$\frac{{s}_{1}}{{h}_{1}}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3,所以实验1是用甲图做的实验;
实验2中,s2=0.5m,h2=0.1m,
所以n2=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.5m}{0.1m}$=5,所以实验2是用乙图做的实验.
(3)比较实用数据1和2可知,使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低.
(4)比较实验数据1和3可知,使用同一滑轮组,增大提升的物重,可以提高滑轮组的机械效率.
故答案为:(1)匀速;(2)甲;乙;(3)低;(4)增大提升的物重.

点评 在此实验中,对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础,同时,实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系,因此控制变量法的运用也十分关键.

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3.小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,从而测出摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布、毛巾等铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度.

(1)观察三个实验,比较甲图和乙图所示实验,说明摩擦力的大小与作用在物体表面的压力有关.
(2)观察三个实验,比较甲图和丙图所示实验,说明在压力相同时,接触面越粗糙,摩擦力越大.
(3)小明在进行乙图中实验时,改变放在木块上的砝码,通过多次实验得到摩擦力F与作用在物体表面的压力F的关系图线如丁图所示,由图可知:F=0.25F.当木块与砝码的总重力为6N时,木块在长木板上滑动时受到的摩擦力为1.5N,若此时弹簧测力计的读数为2.5N,则木块将做加速运动.
(4)某物理兴趣小组为了测量滑动摩擦力的大小,设计了如图戊所示的实验装置.实验中,小桶内装入适量的沙子,滑块恰好做匀速直线运动.(轻绳与滑轮的摩擦不计)
①为了测量滑块受到的滑动摩擦力,需要测量的物理量是B.(选填“A”或“B”)
A.滑块的质量m1    B.小桶和沙子的总质量m2
②滑块受到的滑动摩擦力f1=m2g.(用物理量符号表示)
③小桶落地后,滑块继续向前运动,受到的滑动摩擦力f2,则f1等于f2.(选填“大于”、“等于”或“小于”)
④实验中难以判断滑块是否做匀速直线运动,请你对上述实验方法提出改进意见:拉动木板向左运动,使滑块保持静止状态,测出小桶和沙子的总质量即可.

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