题目内容

在测滑轮组的机械效率的实验中,同学们利用如图所示的实验装置完成了该实验.下表是两个实验小组的实验记录:
实验小组 钩码重G/N 动滑轮重G′/N 拉力F/N 滑轮组的机械效率η
1 2 0.3 1.1 60.6%
2 2 0.4 1.2
(1)在表中空白处写出机械效率的值;
(2)分析以上实验数据,可得出影响滑轮组机械效率的因素之一是
动滑轮重力
动滑轮重力
.
(3)在第二次实验基础上,若再增加一个钩码,则此滑轮组的机械效率
增大
增大
.(选填“增大”“减小”“不变”)
分析:(1)与动滑轮相连的绳子段数为3段,因此绳子自由端移动的距离是物体升高距离的3倍,根据滑轮组机械效率的计算公式计算出滑轮组的机械效率.
(2)分析表中数据,钩码重相同,动滑轮重不同,机械效率也不同.
(3)滑轮组的机械效率与钩码重力有关系,当在动滑轮重力不变前提下,增加钩码重力,增加有用功,机械效率提高.
解答:解:(1)有用功W有用=Gh,总功W总=Fs=F?nh,则滑轮组机械效率η=
W有用
W总
×100%=
Gh
Fnh
×100%=
G
Fn
×100%=
2N
1.2N×3
×100%=55.6%;
(2)滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力及摩擦有关,从表中数据可以看出,影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮重力,提升物体重力相同时,动滑轮越重,机械效率越低.
(3)在第二次实验基础上,若再增加一个钩码,做的有用功增多,动滑轮重力不变,即额外功不变,则有用功在总功中所占的比值增大,机械效率升高.
故答案为:(1)55.6%;
(2)动滑轮重力;
(3)增大.
点评:(1)物体升高的高度为h,绳子自由端移动的距离为S,二者之间的关系是S=nh,n指与动滑轮相连的绳子段数;
(2)滑轮组的机械效率计算简式为械效率η=
W有用
W总
=
Gh
Fnh
=
G
Fn
;
(3)使用滑轮组时,额外功主要消耗在克服动滑轮重力、绳子重力及摩擦上,增加钩码的重力,增大了有用功,则有用功占总功的比例增大,机械效率变大.
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