题目内容

6.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示.
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计.
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法不正确(选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响.
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整.
(4)通过比较1、2两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)
(5)通过比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.(填实验次数的序号)
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组机械效率越高.(不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低
 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N绳端移动距离s/m 机械效率η
 1 4 0.1 2.7 0.2 74%
 2 4 0.1 1.8 0.3 74%
 3 8 0.1 3.1 0.3 86%
 4 8 0.1 2.50.480%

分析 (1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计;
(2)在测力计静止时,不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦考虑;
(3)根据绳端移动距离与物体升高的高度的关系s=nh求解;根据机械效率公式求解;
(4)研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,要控制提升物体的质量相同,改变绳子的有效段数;
(5)研究同一滑轮组提升重物时,机械效率与物重的关系时,要控制绳子的段数相同;
(6)对比3、4两次实验的相同和不同量,结论表中数据得出结论.

解答 解:
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,这样测力计示数才等于拉力大小;
(2)在弹簧测力计静止时读出了数据,由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦,所以测力计示数偏小,他的想法是不正确的;
(3)丁图中,绳子的有效段数为n=4,绳端移动距离s=nh=4×0.1m=0.4m,
滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}=\frac{8N×0.1m}{2.5N×0.4m}$=80%;
(4)绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh,
所以,结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3;
再结合钩码的重力可知,实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验,
根据控制变量法,研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同,只改变绳子的有效段数,所以应比较1、2两次实验数据;
通过比较1、2两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
(5)研究同一滑轮组提升重物时,机械效率与物重的关系时,要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同,只改变物体的重力,故通过比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.
(6)通过比较3、4两次实验数据,即对应的图丙、图丁两装置,滑轮组不同,提升的重物相同,动滑轮越重机械效率越小,故可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高.(不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低)
故答案为:(1)匀速;(2)不正确;摩擦;(3)0.4;80%;(4)1、2;(5)2、3;(6)不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高(或不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.

点评 本题测滑轮组机械效率,考查注意事项、控制变量法的运用、机械效率的计算、数据的分析等,综合性较强.

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