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测量滑轮组机械效率的实验装置

发布时间:2021-01-19 21:26:15

1. 如图所示是测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重为6N

(1)若钩码上升的高度为10cm,有用功为(0.6J) W有用=Gh=6N x 0.1m=0.6J
(2)机械效率为(版83.3%)S=3h=3 x 0.1m=0.3m W总=FS=2.4N x 0.3m=0.72J η= W有用 / W总=0.6J/0.72J=83.3%
(3)若减少钩码个权数,该滑轮组的机械效率将减少
过程:
(1) W有用=Gh=6N x 0.1m=0.6J
(2)S=3h=3 x 0.1m=0.3m
W总=FS=2.4N x 0.3m=0.72J
η= W有用 / W总=0.6J/0.72J=83.3%
(3)因为对钩码做的功才是有用功,对动滑轮做的功是额外功,在减少钩码后,有用功相少减少,所以机械效率将减少

2. 如图是“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数为2.4N(

(1)该滑轮组做的有用功:
W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J;
(2)由图知n=3,
绳端移动的距离:
s=nh=3×0.3m=0.9m,
拉力回做的总功:
W=Fs=2.4N×0.9m=2.16J,
弹簧答测力计拉力做功的功率:
P=

W有
t
=
2.16J
3s
=0.72W;
(3)该滑轮组的机械效率:
η=
W有
W总
×100%=
1.8J
2.16J
×100%≈83.3%.
答:(1)该滑轮组做的有用功是1.8J;
(2)弹簧测力计拉力做功的功率为0.72W;
(3)该滑轮组的机械效率为83.3%.

3. 如图所示,是用来测量滑轮组机械效率的实验装置:(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计.(2)若钩

(1)如果抄不匀速提升,将会使读袭数不等于绳子自由端的拉力,影响计算,因此应该匀速拉动;
(2)拉力F=2N+0.4N=2.4N;
动滑轮有3段绳子承担,拉力移动的距离就是物体移动距离的3倍,因此弹簧测力计需向上移动30cm;
机械效率η=

W有
W总
Gh
FS
6N×0.1m
2.4N×0.3m
=83.3%
(3)机械效率η=
W有
W总
Gh
FS
8N×0.1m
3.2N×0.3m
=83.3%
小红改变了提升的速度,但机械效率不变,因此小红的探究结果:滑轮组的机械效率和物体提升速度无关;
小华改变了物体的重力,机械效率变大,因此小华的探究结果:滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关;
故答案:(1)匀速.
(2)2.4;30;83.3%.
(3)83.3%;
小红的探究结果:滑轮组的机械效率和物体提升速度无关;
小华的探究结果:滑轮组的机械效率与所挂物体的重力有关.(或同一滑轮组,所提物体越重,其机械效率越高)

4. 如图所示是测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重为6N

(1)若钩码上升的高度为10cm,有用功为(0.6J)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)机械效率为(83.3%)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W总内=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W总=0.6J/0.72J=83.3%
(3)若减少钩码个数容,该滑轮组的机械效率将减少
过程:
(1)
W有用=Gh=6N
x
0.1m=0.6J
(2)S=3h=3
x
0.1m=0.3m
W总=FS=2.4N
x
0.3m=0.72J
η=
W有用
/
W总=0.6J/0.72J=83.3%
(3)因为对钩码做的功才是有用功,对动滑轮做的功是额外功,在减少钩码后,有用功相少减少,所以机械效率将减少

5. 如图所示,此图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总质量为0.6kg,小明用2.4N的拉力竖直向上匀速

解答:已知:钩码总质量为m=0.6kg,拉力F=2.4N,g=10N/kg,时间t=2s,高度=0.1m,钩码总重G′=12N
求:(1)拉力做功的功率P=?;滑轮组的机械效率η=?;(2)第二次滑轮组的机械效率η′=?
解:(1)由滑轮组结构得出承担物重的绳子股数n=3,则s=3h=3×0.1m=0.3m;
此时拉力做的功是:W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J;
故此时的功率是:P=

W总
t
=
0.72J
2s
=0.36W;
此时钩码的重力是:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N,
故有用功是:W=Gh=6N×0.1m=0.6J,
故此时的机械效率是:η=
W有用
W总
×100%=
0.6J
0.72J
×100%≈83.3%;
(2)在不计绳重和摩擦的情况下,F=
1
3
(G+G),
∴动滑轮的重力是:
G=3F-G=3×2.4N-6N=1.2N,
此时滑轮组的机械效率为:
η=
W有用
W总
×100%=
W有用
W有用+W额
×100%=
G′h
G′h+G动h
×100%=
G′
G′+G动
×100%=
12N
12N+1.2N
×100%≈90.9%.
答:(1)小明拉力做功的功率0.36W;该滑轮组的机械效率是83.3%;(2)当钩码总重力为12N时,该滑轮组的机械效率90.9%.

6. 如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N.实验时竖直向上匀速拉动弹簧测力计,将弹簧测力计

(1)由复图可知,弹簧测力计制的分度值为0.2N,拉力F=2.4N,
滑轮组绳子的有效股数n=2,
则滑轮组的机械效率:
η=

W有
W总
×100%=
Gh
Fs
×100%=
Gh
Fnh
×100%=
G
nF
×100%=
6N
3×2.4N
×100%≈83.3%;
(2)其他条件相同时,增加钩码的个数,相当于额外功不变,增大了有用功,有用功占总功的百分比增大,滑轮组的机械效率增大.
故答案为:86.3%;增加钩码的个数.

7. 如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6N,用2.4N竖直向上的拉力匀速拉动细绳.细绳向上移动

(1)拉力源做的功是:W =Fs=2.4N×0.3m=0.72J
拉力的功率为;P=
W
t
=
0.72J
3s
=0.24W
答:拉力做的功为0.72J;拉力的功率为0.24W.
(2)由图知:此滑轮组由3段绳子承担物重,所以h=
1
3
s =
1
3
×0.3m=0.1m
通过该滑轮组做的有用功为:W 有用 =Gh=6N×0.1m=0.6J
滑轮组的机械效率为:η=
W 有用
W 总
=
0.6J
0.72J
=83.3%
答:该滑轮组的机械效率为83.3%.
(3)若钩码的数量增加,则物体做的有用功在总功中所占的比例增大,所以机械效率增大.

8. 图为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N.(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计,由图可知

(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计.这样弹簧测力计处于平衡状内态,弹簧测容力计的示数才反映了拉力的大小.
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N.
W=Gh=6N×0.08m=0.48J
∵重物有3段绳子承担,
∴s=3h=3×8cm=24cm=0.24m
∴W=Fs=2.4N×0.24m=0.576J
η=

W有用
W总
×100%=
0.48J
0.576J
×100%≈83.3%.
(2)整个滑轮组保持不变,即额外功不变.因为对重物做的功为有用功,增加钩码的个数,即增大了有用功,机械效率就会增大.
(3)如果拉弹簧测力计时用力较大,使物体运动的速度越来越大,此时所测的拉力偏大,则计算出的总功偏大,有用功不变,所以机械效率偏小.
故答案为:(1)匀速;2.4;24;83.3%;(2)增大;(3)偏小.

9. (2012泉州)如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N.(1)实验时要竖直向上______拉动弹

(1)①实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
②弹回簧测力计每一个大格答代表1N,每一个小格代表0.2N,拉力大小为2.4N;
③动滑轮和钩码有三段绳子承担,因此钩码上升的高度h=

S
n
=
15cm
3
=5cm;
④滑轮组的机械效率:η=
W有用
W总
=
Gh
FS
=
Gh
Fnh
=
G
Fn
=
6N
2.4N×3
×100%=83.3%.
(2)取下2个钩码后,则所做的有用功减小,而额外功不变,所以有用功在总功所占的比例减小,所以滑轮组的机械效率减小.
故答案为:(1)匀速;2.4;5;83.3%;
(2)减小.

10. 如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,钩码总重6N,弹簧测力竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所

(1)图中弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为2.4N,即拉力为F=2.4N;
(2)∵上升高内度h=0.3m,时间t=3s,
∴根据速度公式得:容v=

h
t
=
0.3m
3s
=0.1m/s;
(3)由图可知:n=3
拉力移动距离s=nh=3×0.3m=0.9m,
拉力做的总功为W=Fs=2.4N×0.9m=2.16J;
拉力的功率为P=
W总
t
=
2.16J
3s
=0.72W;
(4)拉力做的有用功为W有用=Gh=6N×0.3m=1.8J;
滑轮组机械效率为η=
W有用
W总
×100%=
1.8J
2.16J
×100%≈83.3%;
(4)由机械效率公式η=
W有用
W有用+W额
可知,在原来的钩码下再增挂两个钩码,相当于增加了有用功而额外功不变,有用功与总功的比值增大,所以机械效率增加.
答:(1)弹簧测力计对细绳的拉力为2.4N;
(2)钩码上升的速度为0.1m/s;
(3)弹簧测力计拉力做功的功率为0.72W;
(4)该滑轮组的机械效率为83.3%;
(5)在原来的钩码下再增挂两个钩码,该滑轮组的机械效率将增加.

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