题目内容

小明在“测滑轮组的机械效率”的实验中,用甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验测得数据如表:
实验次数 1 2 3
物重G/N 6 6 6
物体上升的高度h/m 3 5 8
测力计的示数F/N 2.5 2.5 2.5
测力计移动的距离s/m 9 17 24
(一)分析表中的数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是:
17
17
;
②第3次实验中滑轮组的机械效率是:
80%
80%
;
③滑轮组的机械效率与
物体上升的高度
物体上升的高度
无关.
(二)小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了实验,如图乙所示.
①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变:
改变拉力的方向
改变拉力的方向
;
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳子重及摩擦,它们的机械效率
相同
相同
(选填“相同”或“不相同”),理由是:
有用功和额外功相同
有用功和额外功相同
.
分析:(1)①由图甲所示滑轮组求出滑轮组承重绳子的有效股数,根据s=nh分析答题.
②根据表中实验数据,应用效率公式求出滑轮组的机械效率.
③分析表中实验数据,根据实验控制的变量与实验数据,得出实验结论.
(2))①由实验装置可知,小红多使用一个滑轮的目的;
②计算滑轮组的机械效率时,若忽略绳重及摩擦,则额外功就是提升动滑轮所做的功.
解答:解:(1)①由图甲所示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,由表中实验数据可知,第2次实验时,钩码上升高度为5cm,测力计移动距离s=nh=3×5cm=15cm,而表中实验数据是测力计移动距离为17cm,则数据17错误,正确的数据为15.
②由表中实验数据可知,第3次实验时,滑轮组的机械效率:
η=
W有
W总
×100%=
Gh
Fs
×100%=
6N×0.08m
2.5N×0.24m
×100%=80%;
③由表中实验数据可知,使用同一滑轮组,提升钩码的重力相同而提升的高度不同,滑轮组效率相同,由此可知,滑轮组的机械效率与物体上升高度无关;
(2))①由实验装置可知,小红多使用一个定滑轮的作用是改变力的方向;
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,他们做的有用功相同,额外功也一样,因此总功相同,也就是机械效率不变.
故答案:(1)①17;②80%;③物体上升的高度;(2)①改变拉力的方向;②相同;有用功和额外功相同.
点评:本题考查了实验数据分析、求滑轮组效率、分析滑轮组效率是否变化等问题,知道绳子自由端移动距离s与物体上升高度h之间的关系s=nh、应用效率公式、知道影响滑轮组机械效率的因素即可正确解题,本题难度不大.
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