题目内容

4.在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时,同学们猜想可能与提升物体的重力、动滑轮的重力以及承重绳的段数有关,他们设计并利用如图所示的四个滑轮组分别进行实验.下表是他们记录的实验数据.
序号G/NG/NnF/Nη
1331.566.7%
1431.970.2%
2432.3
1422.871.4%
(1)从序号①和②中的数据可知,滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关
(2)请计算出表中空白处的数据,为58.0%,分析序号②和③中的数据可知,滑轮组机械效率高低与动滑轮的重力有关.
(3)若要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系,应参考序号②和序号④中的数据.

分析 (1)探究机械效率与提升物体的重力关系,应控制其它量不变而改变物体的重力,分析表中实验数据,找出符合要求的实验序号;
(2)根据第③次实验数据,求出有用功与总功,然后由效率公式求出机械的效率;
分析实验序号为②和③的实验数据,利用控制变量法得出实验结论;
(3)研究滑轮组机械效率高低是否与提升物体的高度有关,应控制动滑轮的重力和重物重力不变而改变物体被提升的高度进行实验.

解答 解:
(1)从序号①和②中的数据可知,动滑轮重和承重绳的段数相同,物重不同,滑轮组的机械效率不同,说明滑轮组机械效率高低与提升物体的重力有关;
(2)根据表中第③次实验数据可知,滑轮组的效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{4N}{3×2.3N}$×100%=58.0%;
从序号②和③中的数据可知,物体的重力和承重绳的段数相同,动滑轮的重力不同,滑轮组的机械效率不同,说明滑轮组机械效率高低与动滑轮的重力有关;
(3)要研究滑轮组机械效率高低与承重绳段数的关系,应动滑轮的重力和重物重力不变而改变物体被提升的高度进行实验,序号②④中的数据符合.
故答案为:(1)①;(2)58.0%;动滑轮的重力;(3)②;④.

点评 本题考查了滑轮组机械效率的测量实验,利用好控制变量法是解题的关键.

练习册系列答案
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13.为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验.

(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景,据此你能得出的结论是速度相同时,物体的质量越大,动能越大;
(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景,据此你能得出结论是质量相同时,物体运动的速度越大,动能越大;
(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗?不能,理由是小球和木块不会静止,会永远运动下去;
(4)实验后,同学们联想到在许多交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”或“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大?
于是利用上述器材进行了实验探究,得到的数据如表:
 实验序号小球的质量m/g 小球自由滑下的高度h/cm  木块被撞后运动的距离s/m
 1 30 10 4
 2 30 20 16
 3 60 10 8
(a)为了探究“超载”安全隐患,应选择1、3两个序号的实验进行比较;
(b)为了探究“超速”安全隐患,应选择1、2两个序号的实验进行比较,分析表格中对应的实验数据可知:速度对物体的动能影响更大,当发生交通事故时,由此造成的危害更严重.

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