题目内容

12.某实验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.
实验次数l23
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)从表中数据可分析出实验2是用乙(填“甲”或“乙”)图做的实验.
(2)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,滑轮组的机械效率可能与动滑轮重有关.
(3)比较实验1和实验3可得结论:使用同一滑轮组,增加被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率,试以不计绳重和摩擦为例说明理由:做的额外功相同,提升的物体越重,有用功占总功的百分比越多,机械效率越高.

分析 (1)通过观察承担物重的绳子的段数,再分析表格中s与h的关系,可判断哪是用图甲的装置进行的实验;
(2)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;
(3)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 解:(1)实验1,绳端移动距离是物体上升高度的3倍,所以由3段绳子承担物重,可知采用甲图做的实验;
实验2,绳端移动距离是物体上升高度的5倍,所以由5段绳子承担物重,可知采用乙图做的实验;
(2)实验1和2中,提升重物相同,距离相同,由图滑轮组乙动滑轮重些,实验2的机械效率低于实验1,因此可得出:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;
(3)通过动滑轮绳子段数n=$\frac{s}{h}$,实验1和3中,都等于3,所以两次实验都是使用的滑轮组甲,实验3提升的重物大于实验1,机械效率也更高,说明:使用同一滑轮组,增加被提升物体的重力,可以提高滑轮组的机械效率;
不计绳重和摩擦,动滑轮重相同,做的额外功相同,物体被提高度相同,提升的物体越重,有用功越多,有用功占总功的百分比越多,机械效率越高.
故答案为:(1)乙;(2)动滑轮重;(3)增加被提升物体的重力;做的额外功相同,提升的物体越重,有用功占总功的百分比越多,机械效率越高.

点评 在此实验中,对滑轮组的分析、机械效率的认识和理解,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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