题目内容
11.| 次数 | 钩码重力/N | 钩码上升高度/m | 弹簧测力计示数/N | 弹簧测力计移动距离/m |
| 1 | 1 | 0.2 | 0.5 | 0.6 |
| 2 | 4 | 0.2 | 1.5 | 0.6 |
(2)第2次实验时的有用功W有用=0.8J,总功W总=0.9J,机械效率η=88.9%(结果保留一位小数).
(3)从上述两次实验数据可得出,滑轮组的机械效率与所挂钩码重力的关系:同一滑轮组,提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高.
(4)设每个滑轮的重力及摩擦情况相同,若改用如图乙中的滑轮组同样提起4N重的钩码,则机械效率变小(选填“不变”或“变大”或“变小”).
分析 (1)物体被提高的高度为h,绳子末端移动的距离为s,则s=nh,求出绳子段数n后,按“奇动偶定”的原则绕线.
(2)知道钩码重、钩码移动的距离、拉力、拉力移动的距离,求出有用功、总功、机械效率.
(3)求出两次实验的机械效率,比较同一滑轮组,滑轮组的机械效率跟提起物重的关系.
(4)提升相同的物体,所做的有用功相同,动滑轮重力越大,所做额外功越多,机械效率越低.
解答 解:(1)绳子自由端移动的距离为0.3m,钩码升高的距离为0.1m,则承担物重的绳子段数为:
n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.6m}{0.2m}$=3,
3为奇数,所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上,然后往定滑轮的边框开始绕线,如右图所示:
.
(2)第2次实验:W有=Gh=4N×0.2m=0.8J
W总=Fs=1.5N×0.6m=0.9J.
机械效率:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.8J}{0.9J}$×100%≈88.9%,
(3)第1次实验的机械效率:η'=$\frac{{W}_{有}′}{{W}_{总}′}$×100%=$\frac{G′h}{F′s}$×100%=$\frac{1N×0.2m}{1.5N×0.6m}$×100%≈66.7%,
由分析可知,同一滑轮组,提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高.
(4)图乙的动滑轮个数较多,所做额外功较多,将相同的物体提升相同的高度,有用功相同,所以有用功在总功中所占比例较大,可知机械效率较低.
故答案为:(1)如上图;(2)0.8;0.9;88.9%;(3)同一滑轮组,提起的物体越重,滑轮组的机械效率越高;(4)变小.
点评 (1)“n”表示承担物重的绳子股数,是与动滑轮相连的绳子的股数,包括连在动滑轮的挂钩(或边框)及从动滑轮引出的拉绳的自由端,如“n”是奇数,从动滑轮挂钩连起;如“n”是偶数,从定滑轮挂钩连起,简称“奇动偶定”.
(2)同一滑轮组机械效率不是固定不变的,提升物体越重,机械效率越大.
| A. | 滑动变阻器R0可以调节的最大值是48Ω | |
| B. | 滑动变阻器R0可以调节的最小值是16Ω | |
| C. | 通过滑动变阻器的电流是1A | |
| D. | 灯泡L消耗的最大功率是12W |
【实验器材】电压表(0~3V,0~15V);电流表(0~0.6A,0~3A);滑动变阻器A(0~10Ω);阻值为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻各一个;两节干电池、开关和导线若干.
【设计实验与进行实验】
(1)同学们设计了如(1)图所示甲、乙、丙三个电路.
①经过讨论,认为不应该选择图甲电路,原因是灯泡的电阻会随着温度的变化而变化.
②为探究电流与电压的关系,应该选择图丙所示的电路.
(2)根据设计的电路图进行电路连接,小明在连线时还有部分线没有完成,请你将(2)图中的实物电路连接完整(要求闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻最大).
(3)小明通过实验得出了下表(一)中的数据,请读出(3)图中两表的示数,记在表中最后一列的空格处.
表(一)
| 电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | |
| 电流I/A | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 |
根据上面数据可以得出结论:当电阻一定时,电流与电压成正比关系.