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用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率

发布时间:2021-01-16 13:04:49

1. 某同学在做“测滑轮组机械效率”的实验中.用如图1中甲所示的装置匀速提起重物,并做了如下实验记录:


(1)探究滑轮组机械效率时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力不变,弹内簧测力计示数不变,方便容读数;
(2)根据上表可算出,W =Gh=2N×0.1m=0.2J,W =Fs=0.4N×0.3m=0.12J,有用功大于总功(或机械效率大于100%),实验结果不合理;
(3)弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,示数为0.8N.弹簧测力计的读数错误;
(4)①在表中的空格处填上第三次实验的机械效率:
η=
W 有
W 总
=
Gh
Fs
=
3N×0.1m
2.5N×0.3m
=40%;
②滑轮组的机械效率η′=
W 有
W 总
=
Gh
(G+ G ′ )h
=
G
G+ G ′
,同一物体,重力不变,动滑轮越重,机械效率越低.
故答案为:
(1)匀速;0.2;0.12;有用功大于总功(或机械效率大于100%);
(2)弹簧测力计的示数读错了;
(3)40%;
(4)越低.

2. (1)小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,数据如下表:①表中有

(1)①图甲中的滑轮组由3段绳子承担物重,故n=3,根据s=nh可知第次实验中的弹簧测力计移动的距离测量错误,应该为s2=3h2=3×5cm=15cm,故18cm错误;
②第1次实验测得滑轮组的机械效率:
η1=

W有用
W总
=
G1h1
F1s
=
G1h1
F13h1
=
G1
F1×3
=
6N
3×2.5N
=80%;
第2次实验测得滑轮组的机械效率:
η2=
W有用
W总
=
G2h2
F2×3h2
=
G2
F2×3
=
6N
3×2.5N
=80%;
同理第3次实验测得滑轮组的机械效率也是80%;
所以3次实验中滑轮组的机械效率都是80%.
③分析表中3次实验数据可以看出,虽然3次实验中提升钩码的高度不同,但是其机械效率是相同的,由此得出:同一滑轮组在提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;
(2)①小红的做法改变了绳子的股数,因此其省力情况就随着改变了,小明实验中拉力F=
1
3
G,而小红的拉力F=
1
2
G,动滑轮的个数相同,物重相同,所以小红的做法是为了探究:滑轮组的机械效率和拉力大小是否有关.
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,也就是机械效率相同;
因此得到的结论是:若忽略绳重及摩擦,在动滑轮重和物重相同的情况下,滑轮组的机械效率与拉力大小无关.
故答案为:(1)①18cm;②80%;③同一滑轮组在提升相同的重物时,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;
(2)①滑轮组的机械效率和拉力大小是否有关;②相同;若忽略绳重及摩擦,在动滑轮重和物重相同的情况下,滑轮组的机械效率与拉力大小无关.

3. (2014长春)用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系:(1)实验时,应______竖直向

(1)实验中应该匀速竖直向下拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定.
(2)根据图乙可回知,被提升物体答所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低.
(3)根据图象可知,当动滑轮中为1N时,滑轮组的机械效率为75%,根据

G动η
1?η
=
W有
W总
=
Gh
Fs
=
G
G+G动
可得,G=
G动η
1?η
=
1N?75%
1?75%
=3N.
故答案为:(1)匀速;(2)低;(3)3.

4. 小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:

(1)①17cm;15cm;②80%;③物体上升的高度h。
(2)
①拉力的方向;
②相同;在忽略绳重及内摩擦的情况下容,滑轮组的机械效率只跟物重G物和动滑轮的总重G动有关,而题目中这两个量都相同,所以两次的机械效率相同。

5. 以下两个测量实验来自于小钧同学实验报告上的摘录(1)用图甲所示的装置“测量滑轮组的机械效率”: ①

(来1)②匀速 2.6 76.9%
(2)② 8 ③ 64
④ 8×10 3 偏大

6. 小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行实验,实验数据如下表.

(1)由1和2可知,同一滑轮组,提升物体版的重力不变,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.权
由2和3可知,滑轮组的机械效率与物体的重力有关.
(2)第4次实验的机械效率为η=
W 有
W 总
=
6N×10cm
2.5N×30cm
=80%.
(3)乙图动滑轮的个数增多,所以所做额外功更大,有用功不变,因此机械效率降低.
(4)若该同学加速拉起测力计,所以所测拉力偏大,总功偏大,所以机械效率偏小.
故答案为:(1)无关;有关;(2)80%;(3)小;(4)偏小.

7. (6分)小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表: (

(1)①17;15;②80%;③物体上升的高度;(2)①施力方向;②相同

8. 小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:实验次数物重

(1)第2次实验抄中所做的有用功:W=Gh=6N×0..01m=0.06J;
机械效率:η=

W有
W总
×100%=
Gh
Fs
×100%=
6N×0.01m
1.8N×0.03m
×100%≈83.3%;
(2)分析第1、2次实验,两次所用滑轮组相同,但第2次物重大于第1次物重,机械效率也大于第1次的机械效率,所以可得使用同一滑轮组,提高物重可以提高滑轮组的机械效率.
分析第1、3次实验,两次提升物体的高度不同,机械效率相同,因此滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
(3)忽略绳重与摩擦,提升重物时,要克服动滑轮做额外功,由两图示滑轮组可知,两滑轮组的动滑轮相同,
当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,克服动滑轮重力做的额外功相同,做的有用功相等,总功相等,则两滑轮组的效率相同.
故答案为:(1)0.06;83.3%;(2)增大物重;无关;(3)相同.

9. 小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中,一起组装好了如图甲所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹

(1)测量滑轮组的实验中应该竖直匀速拉动弹簧测力计;
(2)动滑轮被专5根绳子承担,拉力属移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的5倍,因此弹簧测力计提升的高度错了,应为0.5m;
(3)滑轮组的机械效率:η=

W有用
W总
=
Gh
Fs
=
2N×0.1m
0.5N×0.5m
×100%=80%;
(4)使用滑轮组时,做的额外功不变,增加钩码的重,增大了有用功,因此机械效率会变大;
(5)图乙与动滑轮相连的绳子段数为2段,则改变绕法,即与动滑轮相连的绳子段数为3段时,根据“奇动偶定”的原则绕线,绳子的起始端系在动滑轮的挂钩上.如图:

故答案为:(1)匀速竖直;
(2)弹簧测力计提升的高度错了,应为0.5m;
(3)80%;
(4)变大;
(5)如上图.

10. 在“测滑轮组机械效率”的实验中,(1)小明用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,数据如下表:实验次数

(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18cm,则数据18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由甲乙两图可知,其它因素不变,改变了滑轮组的缠绕方式,是探究滑轮组机械效率与缠绕方式之间的关系;
②忽略绳重与摩擦,提升重物时,要克服动滑轮做额外功,由两图示滑轮组可知,两滑轮组的动滑轮相同,
当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,克服动滑轮重力做的额外功相同,做的有用功相等,总功相等,则两滑轮组的效率相同.即滑轮组的机械效率与缠绕方式无关;
故答案为:(1)①18;②80%;③滑轮组的机械效率与物体上升高度无关;
(2)①滑轮组机械效率与缠绕方式之间的关系;
②相同;忽略绳重与摩擦,克服动滑轮重力做的额外功相同,做的有用功相等,总功相等,则两滑轮组的效率相同;滑轮组的机械效率与缠绕方式无关.

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