Question

【題目】實(shí)驗(yàn)小組探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表.

次數(shù) 物理量	1	2	3	4
鉤碼重G/N	4	4	6	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1	0.2
繩端拉力F/N	1.4	1.8	2.4	2.4
繩端移動(dòng)距離s/m	0.5	0.3	0.3	0.6
機(jī)械效率η	57%	74%	83%	η4

(1)實(shí)驗(yàn)使用的測量工具是____ 和彈簧測力計(jì)。

(2)在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上_____ 拉動(dòng)彈簧測力計(jì).通過分析表中數(shù)據(jù)可知,第2次實(shí)驗(yàn)是用______(選填“甲”或“乙”)圖裝置做的.

(3)計(jì)算第四次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率_______, 若不計(jì)摩擦,比較1和2兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可能得出的結(jié)論是滑輪組的機(jī)械效率與_____有關(guān) ,比較3和4兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的結(jié)論是滑輪組的機(jī)械效率與_____無關(guān) .試提出一種提高機(jī)械效率的方法:

(4)在第4次實(shí)驗(yàn)中鉤碼.上升的時(shí)間是6s ,則該次實(shí)驗(yàn)中拉力F的功率是____ W.

(5)已知每只滑輪重N ,請計(jì)算第2次實(shí)驗(yàn)中由于機(jī)械摩擦能損耗的能為____ J.

Answer 1

【答案】刻度尺 勻速 甲 83% 動(dòng)滑輪的總重 提升物體的距離 0.24 0.04

【解析】

(1)[1]實(shí)驗(yàn)中需要測力的大小和物體、繩端移動(dòng)的距離，因此還需要有刻度尺；

(2)[2][3]根據(jù)二力平衡的條件，拉測力計(jì)時(shí)應(yīng)該保持勻速豎直拉動(dòng)；根據(jù)繩子自由端移動(dòng)距離和物體移動(dòng)距離的關(guān)系確定繩子段數(shù)，從而確定滑輪組；

(3)[4][5][6]根據(jù)η=求出機(jī)械效率，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論；

(4)[7] 利用P=求出功率；

(5)[8] 根據(jù)W外=W總-W有求出額外功。

(1)[1]實(shí)驗(yàn)中要具體測量物體提升的高度與繩端移動(dòng)的距離，因此還需增加刻度尺；

(2)[2][3]當(dāng)勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)時(shí)，其示數(shù)才與繩子拉測力計(jì)的力大小相等，因此，需勻速拉動(dòng)；根據(jù)第2次試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知n==3，故應(yīng)用的滑輪組為甲圖裝置；

(3)[4][5][6] 第四次實(shí)驗(yàn)所做的有用功為：

W有=Gh=6N×0.2m=1.2J；

總功為：

W總=Fs=2.4N×0.6m=1.44J；

機(jī)械效率為：

≈83%；

實(shí)驗(yàn)1、2中提升物重相同，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不同，這樣額外功不同，機(jī)械效率便不同，因此說明：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的總重有關(guān)；比較3、4實(shí)驗(yàn)可知：使用同一滑輪組，提升相同的重物，機(jī)械效率與提升物體距離無關(guān)；

(4)[7] 根據(jù)前面計(jì)算可知W總=1.44J，可知第4次拉力做功功率為：

P===0.24W；

(5)[8] 第2次做的總功：

W=Fs=1.8N×0.3m=0.54J；

有用功：

W有=Gh=4N×0.1m=0.4J；

對動(dòng)滑輪做功：

W′=G動(dòng)h=1N×0.1m=0.1J；

則克服摩擦力做功：

Wf=W-W有-W′=0.54J-0.4J-0.1J=0.04J。