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測量滑輪組機械效率的實驗裝置

發布時間:2021-01-19 21:26:15

1. 如圖所示是測量滑輪組機械效率的實驗裝置,鉤碼總重為6N

(1)若鉤碼上升的高度為10cm,有用功為(0.6J) W有用=Gh=6N x 0.1m=0.6J
(2)機械效率為(版83.3%)S=3h=3 x 0.1m=0.3m W總=FS=2.4N x 0.3m=0.72J η= W有用 / W總=0.6J/0.72J=83.3%
(3)若減少鉤碼個權數,該滑輪組的機械效率將減少
過程:
(1) W有用=Gh=6N x 0.1m=0.6J
(2)S=3h=3 x 0.1m=0.3m
W總=FS=2.4N x 0.3m=0.72J
η= W有用 / W總=0.6J/0.72J=83.3%
(3)因為對鉤碼做的功才是有用功,對動滑輪做的功是額外功,在減少鉤碼後,有用功相少減少,所以機械效率將減少

2. 如圖是「測量滑輪組機械效率」的實驗裝置,鉤碼總重6N,彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時的示數為2.4N(

(1)該滑輪組做的有用功:
W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J;
(2)由圖知n=3,
繩端移動的距離:
s=nh=3×0.3m=0.9m,
拉力回做的總功:
W=Fs=2.4N×0.9m=2.16J,
彈簧答測力計拉力做功的功率:
P=

W有
t
=
2.16J
3s
=0.72W;
(3)該滑輪組的機械效率:
η=
W有
W總
×100%=
1.8J
2.16J
×100%≈83.3%.
答:(1)該滑輪組做的有用功是1.8J;
(2)彈簧測力計拉力做功的功率為0.72W;
(3)該滑輪組的機械效率為83.3%.

3. 如圖所示,是用來測量滑輪組機械效率的實驗裝置:(1)實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計.(2)若鉤

(1)如果抄不勻速提升,將會使讀襲數不等於繩子自由端的拉力,影響計算,因此應該勻速拉動;
(2)拉力F=2N+0.4N=2.4N;
動滑輪有3段繩子承擔,拉力移動的距離就是物體移動距離的3倍,因此彈簧測力計需向上移動30cm;
機械效率η=

W有
W總
Gh
FS
6N×0.1m
2.4N×0.3m
=83.3%
(3)機械效率η=
W有
W總
Gh
FS
8N×0.1m
3.2N×0.3m
=83.3%
小紅改變了提升的速度,但機械效率不變,因此小紅的探究結果:滑輪組的機械效率和物體提升速度無關;
小華改變了物體的重力,機械效率變大,因此小華的探究結果:滑輪組的機械效率與所掛物體的重力有關;
故答案:(1)勻速.
(2)2.4;30;83.3%.
(3)83.3%;
小紅的探究結果:滑輪組的機械效率和物體提升速度無關;
小華的探究結果:滑輪組的機械效率與所掛物體的重力有關.(或同一滑輪組,所提物體越重,其機械效率越高)

4. 如圖所示是測量滑輪組機械效率的實驗裝置,鉤碼總重為6N

(1)若鉤碼上升的高度為10cm,有用功為(0.6J)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)機械效率為(83.3%)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W總內=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W總=0.6J/0.72J=83.3%
(3)若減少鉤碼個數容,該滑輪組的機械效率將減少
過程:
(1)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W總=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W總=0.6J/0.72J=83.3%
(3)因為對鉤碼做的功才是有用功,對動滑輪做的功是額外功,在減少鉤碼後,有用功相少減少,所以機械效率將減少

5. 如圖所示,此圖為「測量滑輪組機械效率」的實驗裝置,鉤碼總質量為0.6kg,小明用2.4N的拉力豎直向上勻速

解答:已知:鉤碼總質量為m=0.6kg,拉力F=2.4N,g=10N/kg,時間t=2s,高度=0.1m,鉤碼總重G′=12N
求:(1)拉力做功的功率P=?;滑輪組的機械效率η=?;(2)第二次滑輪組的機械效率η′=?
解:(1)由滑輪組結構得出承擔物重的繩子股數n=3,則s=3h=3×0.1m=0.3m;
此時拉力做的功是:W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J;
故此時的功率是:P=

W總
t
=
0.72J
2s
=0.36W;
此時鉤碼的重力是:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N,
故有用功是:W=Gh=6N×0.1m=0.6J,
故此時的機械效率是:η=
W有用
W總
×100%=
0.6J
0.72J
×100%≈83.3%;
(2)在不計繩重和摩擦的情況下,F=
1
3
(G+G),
∴動滑輪的重力是:
G=3F-G=3×2.4N-6N=1.2N,
此時滑輪組的機械效率為:
η=
W有用
W總
×100%=
W有用
W有用+W額
×100%=
G′h
G′h+G動h
×100%=
G′
G′+G動
×100%=
12N
12N+1.2N
×100%≈90.9%.
答:(1)小明拉力做功的功率0.36W;該滑輪組的機械效率是83.3%;(2)當鉤碼總重力為12N時,該滑輪組的機械效率90.9%.

6. 如圖所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置,鉤碼總重6N.實驗時豎直向上勻速拉動彈簧測力計,將彈簧測力計

(1)由復圖可知,彈簧測力計制的分度值為0.2N,拉力F=2.4N,
滑輪組繩子的有效股數n=2,
則滑輪組的機械效率:
η=

W有
W總
×100%=
Gh
Fs
×100%=
Gh
Fnh
×100%=
G
nF
×100%=
6N
3×2.4N
×100%≈83.3%;
(2)其他條件相同時,增加鉤碼的個數,相當於額外功不變,增大了有用功,有用功占總功的百分比增大,滑輪組的機械效率增大.
故答案為:86.3%;增加鉤碼的個數.

7. 如圖為「測量滑輪組機械效率」的實驗裝置,鉤碼總重6N,用2.4N豎直向上的拉力勻速拉動細繩.細繩向上移動

(1)拉力源做的功是:W =Fs=2.4N×0.3m=0.72J
拉力的功率為;P=
W
t
=
0.72J
3s
=0.24W
答:拉力做的功為0.72J;拉力的功率為0.24W.
(2)由圖知:此滑輪組由3段繩子承擔物重,所以h=
1
3
s =
1
3
×0.3m=0.1m
通過該滑輪組做的有用功為:W 有用 =Gh=6N×0.1m=0.6J
滑輪組的機械效率為:η=
W 有用
W 總
=
0.6J
0.72J
=83.3%
答:該滑輪組的機械效率為83.3%.
(3)若鉤碼的數量增加,則物體做的有用功在總功中所佔的比例增大,所以機械效率增大.

8. 圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置,鉤碼總重6N.(1)實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計,由圖可知

(1)在實驗操作中應豎直向上勻速拉動彈簧測力計.這樣彈簧測力計處於平衡狀內態,彈簧測容力計的示數才反映了拉力的大小.
由圖可知,彈簧測力計的分度值為0.2N,彈簧測力計的示數為2.4N.
W=Gh=6N×0.08m=0.48J
∵重物有3段繩子承擔,
∴s=3h=3×8cm=24cm=0.24m
∴W=Fs=2.4N×0.24m=0.576J
η=

W有用
W總
×100%=
0.48J
0.576J
×100%≈83.3%.
(2)整個滑輪組保持不變,即額外功不變.因為對重物做的功為有用功,增加鉤碼的個數,即增大了有用功,機械效率就會增大.
(3)如果拉彈簧測力計時用力較大,使物體運動的速度越來越大,此時所測的拉力偏大,則計算出的總功偏大,有用功不變,所以機械效率偏小.
故答案為:(1)勻速;2.4;24;83.3%;(2)增大;(3)偏小.

9. (2012泉州)如圖所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置,鉤碼總重6N.(1)實驗時要豎直向上______拉動彈

(1)①實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計,彈簧測力計示數不變,便於讀數;
②彈回簧測力計每一個大格答代表1N,每一個小格代表0.2N,拉力大小為2.4N;
③動滑輪和鉤碼有三段繩子承擔,因此鉤碼上升的高度h=

S
n
=
15cm
3
=5cm;
④滑輪組的機械效率:η=
W有用
W總
=
Gh
FS
=
Gh
Fnh
=
G
Fn
=
6N
2.4N×3
×100%=83.3%.
(2)取下2個鉤碼後,則所做的有用功減小,而額外功不變,所以有用功在總功所佔的比例減小,所以滑輪組的機械效率減小.
故答案為:(1)勻速;2.4;5;83.3%;
(2)減小.

10. 如圖所示為「測量滑輪組機械效率」的實驗裝置,鉤碼總重6N,彈簧測力豎直向上勻速拉動細繩時的示數如圖所

(1)圖中彈簧測力計的分度值為0.2N,則其示數為2.4N,即拉力為F=2.4N;
(2)∵上升高內度h=0.3m,時間t=3s,
∴根據速度公式得:容v=

h
t
=
0.3m
3s
=0.1m/s;
(3)由圖可知:n=3
拉力移動距離s=nh=3×0.3m=0.9m,
拉力做的總功為W=Fs=2.4N×0.9m=2.16J;
拉力的功率為P=
W總
t
=
2.16J
3s
=0.72W;
(4)拉力做的有用功為W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J;
滑輪組機械效率為η=
W有用
W總
×100%=
1.8J
2.16J
×100%≈83.3%;
(4)由機械效率公式η=
W有用
W有用+W額
可知,在原來的鉤碼下再增掛兩個鉤碼,相當於增加了有用功而額外功不變,有用功與總功的比值增大,所以機械效率增加.
答:(1)彈簧測力計對細繩的拉力為2.4N;
(2)鉤碼上升的速度為0.1m/s;
(3)彈簧測力計拉力做功的功率為0.72W;
(4)該滑輪組的機械效率為83.3%;
(5)在原來的鉤碼下再增掛兩個鉤碼,該滑輪組的機械效率將增加.

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