题目内容
4.(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为1.2N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为66.7%.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因:由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功.
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到如表所示的两组数据:
| 次数 | 钩码 悬挂点 | 钩码总重 G/N | 钩码移动距离 h/m | 拉力 F/N | 测力计移动距离 s/m | 机械效率 η/% |
| 1 | A点 | 1.5 | 0.10 | 0.7 | 0.30 | 71.4 |
| 2 | B点 | 2.0 | 0.15 | 1.2 | 0.30 | 83.3 |
分析 (1)先计算出有用功(W有用=Gh)和总功(W总=Fs)
再由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$算出机械效率.
由额外功产生的原因解答.
(2)通过探究实验来得出结论时,应进行多次实验,分析多组数据,同时,分析机械效率的影响因素也应采取控制变量法,这样才能得出正确结论.根据这一思路来对最后的问题做出判断.
解答 解:(1)W有用=Gh=1N×0.1m=0.1J;
W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J;
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$≈66.7%
因为杠杆自身有重力,提升物体的同时也要提升杠杆,即克服杠杆自重做功,就有了额外功;
(2)分析机械效率的影响因素应采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持位置不变,而实验中,两次钩码悬挂的位置是不同的.同时,还应进行多次实验,分析多组数据,才能得出有说服力的正确结论,只凭一次实验数据做出结论是不科学的.
故答案为:(1)66.7;由于使用杠杆时需要克服杠杆自重(克服摩擦力)等做功;
(2)不能;两次实验时钩码没有挂在同一位置 或者 仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的.
点评 此题主要考查弹簧测力计的读数和功的计算,以及机械效率等,是一道综合题,属于中档题.
练习册系列答案
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12.
如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶,动滑轮重为15N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中,水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图所示.由此可知( )
| A. | 水泥桶匀速上升的速度为3m/s | |
| B. | 0~10s内建筑工人对绳的拉力做的功为300J | |
| C. | 0~8s内建筑工人对水泥桶做的功为228J | |
| D. | 建筑工人对绳的拉力的功率为90W |
19.
如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,下列说法正确的是( )
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