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用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的機械效率

發布時間:2021-01-16 13:04:49

1. 某同學在做「測滑輪組機械效率」的實驗中.用如圖1中甲所示的裝置勻速提起重物,並做了如下實驗記錄:


(1)探究滑輪組機械效率時,要豎直向上勻速拉動彈簧測力計,拉力不變,彈內簧測力計示數不變,方便容讀數;
(2)根據上表可算出,W =Gh=2N×0.1m=0.2J,W =Fs=0.4N×0.3m=0.12J,有用功大於總功(或機械效率大於100%),實驗結果不合理;
(3)彈簧測力計每一個大格代表1N,每一個小格代表0.2N,示數為0.8N.彈簧測力計的讀數錯誤;
(4)①在表中的空格處填上第三次實驗的機械效率:
η=
W 有
W 總
=
Gh
Fs
=
3N×0.1m
2.5N×0.3m
=40%;
②滑輪組的機械效率η′=
W 有
W 總
=
Gh
(G+ G ′ )h
=
G
G+ G ′
,同一物體,重力不變,動滑輪越重,機械效率越低.
故答案為:
(1)勻速;0.2;0.12;有用功大於總功(或機械效率大於100%);
(2)彈簧測力計的示數讀錯了;
(3)40%;
(4)越低.

2. (1)小明在「測滑輪組機械效率」的實驗中,用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗,數據如下表:①表中有

(1)①圖甲中的滑輪組由3段繩子承擔物重,故n=3,根據s=nh可知第次實驗中的彈簧測力計移動的距離測量錯誤,應該為s2=3h2=3×5cm=15cm,故18cm錯誤;
②第1次實驗測得滑輪組的機械效率:
η1=

W有用
W總
=
G1h1
F1s
=
G1h1
F13h1
=
G1
F1×3
=
6N
3×2.5N
=80%;
第2次實驗測得滑輪組的機械效率:
η2=
W有用
W總
=
G2h2
F2×3h2
=
G2
F2×3
=
6N
3×2.5N
=80%;
同理第3次實驗測得滑輪組的機械效率也是80%;
所以3次實驗中滑輪組的機械效率都是80%.
③分析表中3次實驗數據可以看出,雖然3次實驗中提升鉤碼的高度不同,但是其機械效率是相同的,由此得出:同一滑輪組在提升相同的重物時,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關;
(2)①小紅的做法改變了繩子的股數,因此其省力情況就隨著改變了,小明實驗中拉力F=
1
3
G,而小紅的拉力F=
1
2
G,動滑輪的個數相同,物重相同,所以小紅的做法是為了探究:滑輪組的機械效率和拉力大小是否有關.
②當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時,若忽略繩重及摩擦,他們做的有用功相同,額外功也一樣,因此總功相同,也就是機械效率相同;
因此得到的結論是:若忽略繩重及摩擦,在動滑輪重和物重相同的情況下,滑輪組的機械效率與拉力大小無關.
故答案為:(1)①18cm;②80%;③同一滑輪組在提升相同的重物時,滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關;
(2)①滑輪組的機械效率和拉力大小是否有關;②相同;若忽略繩重及摩擦,在動滑輪重和物重相同的情況下,滑輪組的機械效率與拉力大小無關.

3. (2014長春)用如圖甲的裝置探究滑輪組的機械效率η與動滑輪重G動的關系:(1)實驗時,應______豎直向

(1)實驗中應該勻速豎直向下拉動彈簧測力計,以保證拉力大小恆定.
(2)根據圖乙可回知,被提升物體答所受的重力相同時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低.
(3)根據圖象可知,當動滑輪中為1N時,滑輪組的機械效率為75%,根據

G動η
1?η
=
W有
W總
=
Gh
Fs
=
G
G+G動
可得,G=
G動η
1?η
=
1N?75%
1?75%
=3N.
故答案為:(1)勻速;(2)低;(3)3.

4. 小明在「測滑輪組機械效率」的實驗中,用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗,實驗數據如下表:

(1)①17cm;15cm;②80%;③物體上升的高度h。
(2)
①拉力的方向;
②相同;在忽略繩重及內摩擦的情況下容,滑輪組的機械效率只跟物重G物和動滑輪的總重G動有關,而題目中這兩個量都相同,所以兩次的機械效率相同。

5. 以下兩個測量實驗來自於小鈞同學實驗報告上的摘錄(1)用圖甲所示的裝置「測量滑輪組的機械效率」: ①

(來1)②勻速 2.6 76.9%
(2)② 8 ③ 64
④ 8×10 3 偏大

6. 小明在「測滑輪組機械效率」的實驗中,用如圖甲所示的滑輪組進行實驗,實驗數據如下表.

(1)由1和2可知,同一滑輪組,提升物體版的重力不變,滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關.權
由2和3可知,滑輪組的機械效率與物體的重力有關.
(2)第4次實驗的機械效率為η=
W 有
W 總
=
6N×10cm
2.5N×30cm
=80%.
(3)乙圖動滑輪的個數增多,所以所做額外功更大,有用功不變,因此機械效率降低.
(4)若該同學加速拉起測力計,所以所測拉力偏大,總功偏大,所以機械效率偏小.
故答案為:(1)無關;有關;(2)80%;(3)小;(4)偏小.

7. (6分)小明在「測滑輪組機械效率」的實驗中,用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗,實驗數據如下表: (

(1)①17;15;②80%;③物體上升的高度;(2)①施力方向;②相同

8. 小明在「測滑輪組機械效率」的實驗中,用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗,實驗數據如表:實驗次數物重

(1)第2次實驗抄中所做的有用功:W=Gh=6N×0..01m=0.06J;
機械效率:η=

W有
W總
×100%=
Gh
Fs
×100%=
6N×0.01m
1.8N×0.03m
×100%≈83.3%;
(2)分析第1、2次實驗,兩次所用滑輪組相同,但第2次物重大於第1次物重,機械效率也大於第1次的機械效率,所以可得使用同一滑輪組,提高物重可以提高滑輪組的機械效率.
分析第1、3次實驗,兩次提升物體的高度不同,機械效率相同,因此滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關.
(3)忽略繩重與摩擦,提升重物時,要克服動滑輪做額外功,由兩圖示滑輪組可知,兩滑輪組的動滑輪相同,
當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時,克服動滑輪重力做的額外功相同,做的有用功相等,總功相等,則兩滑輪組的效率相同.
故答案為:(1)0.06;83.3%;(2)增大物重;無關;(3)相同.

9. 小雪和小紅在「測滑輪組機械效率」的實驗中,一起組裝好了如圖甲所示的實驗裝置,他們分別記下了鉤碼和彈

(1)測量滑輪組的實驗中應該豎直勻速拉動彈簧測力計;
(2)動滑輪被專5根繩子承擔,拉力屬移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的5倍,因此彈簧測力計提升的高度錯了,應為0.5m;
(3)滑輪組的機械效率:η=

W有用
W總
=
Gh
Fs
=
2N×0.1m
0.5N×0.5m
×100%=80%;
(4)使用滑輪組時,做的額外功不變,增加鉤碼的重,增大了有用功,因此機械效率會變大;
(5)圖乙與動滑輪相連的繩子段數為2段,則改變繞法,即與動滑輪相連的繩子段數為3段時,根據「奇動偶定」的原則繞線,繩子的起始端系在動滑輪的掛鉤上.如圖:

故答案為:(1)勻速豎直;
(2)彈簧測力計提升的高度錯了,應為0.5m;
(3)80%;
(4)變大;
(5)如上圖.

10. 在「測滑輪組機械效率」的實驗中,(1)小明用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗,數據如下表:實驗次數

(1)①由圖甲所示滑輪組可知,滑輪組承重繩子的有效股數n=3,由表中實驗數據可知,第2次實驗時,鉤碼上升高度為5cm,測力計移動距離s=nh=3×5cm=15cm,而表中實驗數據是測力計移動距離為18cm,則數據18錯誤,正確的數據為15.
②由表中實驗數據可知,第3次實驗時,滑輪組的機械效率:
η=

W有
W總
×100%=
Gh
Fs
×100%=
6N×0.08m
2.5N×0.24m
×100%=80%;
③由表中實驗數據可知,使用同一滑輪組,提升鉤碼的重力相同而提升的高度不同,滑輪組效率相同,由此可知,滑輪組的機械效率與物體上升高度無關;
(2)①由甲乙兩圖可知,其它因素不變,改變了滑輪組的纏繞方式,是探究滑輪組機械效率與纏繞方式之間的關系;
②忽略繩重與摩擦,提升重物時,要克服動滑輪做額外功,由兩圖示滑輪組可知,兩滑輪組的動滑輪相同,
當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時,克服動滑輪重力做的額外功相同,做的有用功相等,總功相等,則兩滑輪組的效率相同.即滑輪組的機械效率與纏繞方式無關;
故答案為:(1)①18;②80%;③滑輪組的機械效率與物體上升高度無關;
(2)①滑輪組機械效率與纏繞方式之間的關系;
②相同;忽略繩重與摩擦,克服動滑輪重力做的額外功相同,做的有用功相等,總功相等,則兩滑輪組的效率相同;滑輪組的機械效率與纏繞方式無關.

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