题目内容

15.芳芳和兰兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式都不变,改变其他因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种,
猜想1  可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2  可能与被提升的钩码重有关;
猜想3  可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关;
猜想4  可能与钩码被提升的高度有关.芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表.
(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算;
(2)请根据她俩的实验记录,分别在表中写出探究结果;
(3)归纳她俩的实验探究,你所得的结论是:滑轮组的机械效率与匀速提升物体的速度大小无关,与被提升物体的重力大小有关,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高..
芳芳的实验记录
钩码重(N)绳端拉力(N)机械效率
较小提升速度104.279.4%
较大提升速度104.279.4%
探究结果滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关
兰兰的实验记录
钩码重(N)绳端拉力(N)机械效率
大致相同的提升速度104.279.4%
156.083.3%
探究结果滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高

分析 (1)根据图中滑轮组确定绳端移动距离和物体上升高度之间的关系,s=nh;
根据机械效率的计算公式:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$计算滑轮组的机械效率;
(2)(3)注意分析兰兰、芳芳所测的物理量,注意变化的量和不变的量,同时注意观察机械效率是否变化,若变化的话是由哪个物理量引起的.

解答 解:
(1)由图知,此滑轮组由3段绳子承担物重,所以s=3h
因此当钩码重为15N时,滑轮组的机械效率为:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{15N}{3×6N}$×100%≈83.3%;
(2)芳芳:两次被提升钩码的重力相同,第二次比第一次提升的速度大,两次测量的机械效率相同,所以可以看出滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关;
兰兰:由表格中数据知,两次实验物体被提升的速度相同,第二次提升钩码的重力大,机械效率也高,所以可以看出滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关;
(3)总结兰兰和芳芳的结论,可以得出滑轮组的机械效率与匀速提升物体的速度大小无关,与被提升物体的重力大小有关,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高.
故答案为:
(1)83.3%;
(2)芳芳:滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关;兰兰:滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
(3)滑轮组的机械效率与匀速提升物体的速度大小无关,与被提升物体的重力大小有关,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高.

点评 此题主要是测量滑轮组的机械效率,主要考查了有关机械效率的计算,同时考查了学生根据实验数据得出结论的能力,考查了影响滑轮组机械效率的因素.

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