题目内容

6.如图是某同学“测滑轮组机械效率”的实验装置,并做了如表实验记录:
钩码重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力
F(N)
测力计移动距离s
(m)
20.10.40.3
(1)如果你对该同学的实验记录进行有关分析,就会发现他的实验结果是违背物理规律的,其表现在于使用滑轮组时做的有用功大于总功.如图是测力计的放大图,结合图你会发现导致实验结果违背物理规律的原因,其原因是弹簧测力计的示数读错.纠正错误后,可计算该滑轮组的机械效率为83.3%.
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将增大.

分析 (1)计算一下有用功和总功的大小,根据计算结果回答;由图可知因看错了分度值,读错了拉力大小,读出实际拉力大小,根据表中其它数据,利用效率公式求滑轮组的机械效率;
(2)影响滑轮组机械效率的因素有提升物重的多少、动滑轮的个数,同一个滑轮组提升的重物越重,机械效率越高;提升同样的重物,使用的动滑轮个数越多,机械效率越低.

解答 解:(1)由表中数据知道:
W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J,
W=Fs=0.4N×0.3m=0.12J,
W有用>W,这严重的违背了物理规律W有用<W
由图可知弹簧测力计的示数读错,应该是0.8N,
滑轮组的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.3m}$×100%≈83.3%;
(2)若增加提升钩码的个数,该滑轮组的机械效率增大;除了这个因素外,增大动滑轮的重和绳子和滑轮之间的摩擦可以使滑轮组的机械效率减小.
故答案为:(1)使用滑轮组时做的有用功大于总功;弹簧测力计的示数读错,83.3%;(2)增大.

点评 要知道机械效率在任何情况下都不会大于1,这是因为额外功是不可避免的;弹簧测力计读数时要分清其分度值;计算机械效率要熟练运动其公式;滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关,同一滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越大.

练习册系列答案
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17.在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,甲、乙、丙三组同学分别以槽中液体为研究对象进行实验.他们在两端开口、粗细均匀的玻璃管的下端贴一个比管口稍大的塑料薄片,并将玻璃管竖直插入液体槽中,然后顺着管壁从上端开口处向管内缓缓注水,如图所示,直至观察到薄片脱离管口下落.记录玻璃管的关口面积S,槽中液体密度ρ和玻璃管插入溶液的深度h,测出注入水贯众水的质量m,运用公式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{S}$,计算出管内水产生的压强p.改变深度h,重复实验.甲组同学还选用了粗细不同的玻璃管进行实验.所有数据均记录在下表.(薄片的重力、玻璃管的厚度忽略不计)
小组槽中液体密度ρ(g/m3序号深度h(米)管口面积S(×10-42质量m(×10-3千克)管内水产生的压强p(帕)
0.810.05520392
20.1540784
30.25801568
40.2101601568
1.050.05525490
60.1550980
70.251001960
1.280.05530588
90.15601176
100.251202352
①在此实验中,经分析得出,当薄片恰好脱离管口时,薄片处管外液体的压强等于管内水产生的压强(选填“等于”或“小于”).
②各组同学分析了本组的实验数据和相关条件,其中乙组同学由实验序号5、6、7初步得出:同种液体内部的压强与深度成正比.甲组同学由实验序号3、4初步判断:玻璃管的粗细与本实验研究结论的获得无关(选填“有关”或“无关”).
③三组同学互动交流,分析实验序号1、5、8的数据,发现液体内部的压强(p1、p5、p8)与密度(ρ、ρ、ρ)满足关系$\frac{{P}_{1}}{{ρ}_{甲}}$=$\frac{{P}_{5}}{{ρ}_{乙}}$=$\frac{{P}_{8}}{{ρ}_{丙}}$,可以归纳得出的初步结论:相同深度,液体内部的压强与液体密度成正比.
④进一步综合分析表中数据,经运算归纳得出:液体内部的压强与液体密度和深度的乘积的比值是一个定值.

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