题目内容

1.张亮在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验,数据如表:
 次数物重G/N 物体上升高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动距离s/cm 
 16 3 2.5 9 
 26 5  2.518 
 36 8  2.5 24
(1)表中“测力计移动的距离”栏目中有一个数据的记录是错误的,错误的是18cm,正确的数据应该为15cm.
(2)3次本实验中滑轮组的机械效率是80%.
(3)本实验得到的结论是:滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关.
(4)如果不计绳重和摩擦,动滑轮的重力是1.5N.
(5)换用轻质动滑轮,滑轮组的机械效率将变大(填变大、变小或不变).

分析 (1)根据表中实验数据分析答题;
(2)根据表中实验数据应用功的计算公式与效率公式求出滑轮组效率;
(3)根据表中数据,分别计算出三次实验的机械效率,即可得出结论;
(4)根据物体上升的高度与绳子自由端移动的距离,求出承重绳子的有效股数n,根据滑轮组的拉力公式F=$\frac{1}{n}$(G动+G物)的变形公式求出动滑轮的重力;
(5)根据机械效率的概念可知,提升同样的钩码则有用功相同,换用轻质动滑轮后,做的额外功减小,则有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大.

解答 解:
(1)由表中1、3组实验数据可知,测力计移动距离是物体上升高度的3倍,由此可知滑轮组承重绳子的有效股数n=3,由表中第2组实验数据可知,物体上升高度为5cm,测力计移动距离应该是15cm,而不是18cm,因此错误的实验数据是:18cm;
(2)由表中实验数据可知,第三次实验时,滑轮组的效率:
η3=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.08m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%;
(3)第1次的机械效率为:η1=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.03m}{2.5N×0.09m}$×100%=80%;
第2次的机械效率为:η2=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.05m}{2.5N×0.15m}$×100%=80%;
由表中实验数据可知,重物重力相同而重物被提升的高度不同,滑轮组的机械效率相同,由此可知:滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关;
(4)由表中实验数据可知,则滑轮组承重绳子的有效股数:n=3;
根据式F=$\frac{1}{n}$(G动+G物)可知,
动滑轮的重力G动=nF-G物=3×2.5N-6N=1.5N;
(5)实验中,换用轻质动滑轮后,做的额外功减小,则有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大.
故答案为:(1)18;15;(2)80%;(3)滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关;(4)1.5;(5)变大.

点评 本题考查了求滑轮组的效率、分析滑轮组的效率与物重的关系、动滑轮的重力等问题,考查的问题较多,但难度不是很大,熟练应用基础知识、认真计算,即可正确解题.

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