备战2021年中考物理实验精练精解专题实验题14测量滑轮组的机械效率含解析
- 格式:docx
- 大小:482.57 KB
- 文档页数:18
专题14:测滑轮组的机械效率1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率〞的实验中得到的数据如表所示,第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。
〔1〕、请计算出后两次的机械效率,并填入表格中;(2)、比拟1、2两次实验,可得的结论:_______________________________________(3)、比拟2、3两次实验,可得的结论:_______________________________________次数钩码重G/N 钩码上升高度h/m测力计的示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η /%1 22 43 42、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表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是______② 3次实验中滑轮组的机械效率是_______③本次实验得到的结论是:___________________________________实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm1 6 3 92 6 5 183 6 8 24〔2〕小红在小明实验的根底上利用图乙也做了实验,①小红的做法是为了控究 _________________________②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,假设忽略绳重及摩擦,它们的机械效率 _______〔选填“相同〞或“不相同〞〕,理由是:_____ ________________________________________________.得到的结论是:___________________________ _______. 〔3〕小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:物理量控制因素物重G/N绳端拉力F/N机械效率η/%较小提升速度10中等提升速度10较大提升速度10 4.2在小军的实验中,你得到的结论是:________________________________________。
实验目的本实验旨在测量滑轮组的机械效率,并通过实验数据的分析和计算,得出准确的机械效率数值。
实验原理滑轮组是由一个或多个滑轮组成的机械装置,常用于改变力的方向、大小和作用点的位置。
滑轮组的机械效率是指输入功与输出功之间的比值,即:机械效率 = 输出功 / 输入功实际情况下,滑轮组的机械效率不可能达到100%。
滑轮组的机械效率受到以下因素的影响:1.摩擦损失:滑轮组中的滑轮和轴承之间会存在摩擦,导致能量的损失。
2.弹性变形:滑轮组中的材料会存在一定的弹性变形,同样会导致能量的损失。
3.能量转换时的热损失:能量在转换过程中会产生热,从而损失部分能量。
实验步骤实验器材和试剂准备1.滑轮组实验装置:包括滑轮、轴承、轴等。
2.尺子:用于测量实验装置的尺寸。
3.动力学实验台:用于搭建实验装置。
4.测力计:用于测量输入力和输出力。
5.弹簧秤:用于测量输入力和输出力。
实验装置搭建1.将滑轮组实验装置固定在动力学实验台上,并确保装置稳固。
2.使用尺子测量滑轮组实验装置的尺寸,并记录下来。
测量输入力1.将测力计连接到输入力处。
2.拉动测力计,施加适当的力量,并记录下输入力的数值。
测量输出力1.将测力计连接到输出力处。
2.拉动测力计,施加适当的力量,并记录下输出力的数值。
测量位移1.使用尺子测量输入点和输出点的位移距离,并记录下来。
计算机械效率1.根据测量的输入力、输出力和位移,计算输入功和输出功的数值。
输入功 = 输入力× 位移输出功 = 输出力× 位移2.计算机械效率的数值。
机械效率 = 输出功 / 输入功3.根据实验数据计算出的机械效率,可以进行对比分析,并得出结论。
实验注意事项1.实验装置必须固定稳固,以确保测量结果的准确性。
2.在测量输入力和输出力时,要保持力量的方向和大小恒定。
3.在测量位移时,要准确地测量输入点和输出点的距离。
4.实验数据的测量要重复多次,以提高数据的准确性。
5.实验过程中,注意安全操作,避免受伤或造成实验设备的损坏。
一、初中物理滑轮组的省力问题1.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G 物的关系,改变G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G 物的关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )A .同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,最后等于100%B .此滑轮组动滑轮的重力为5NC .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为η=75%D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组的机械效率仍不改变 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功,所以总功一定大于有用功,机械效率一定小于1,即同一滑轮组的机械效率η随G 物的增大而增大,但最终不能等于100%,故A 错误;B .由图可知,G 物=12N ,此时η=80%,则80%G h Fsη==物且有nF G G =+物动s nh =代入可得12N80%12N G G G G ==++物物动动故滑轮组动滑轮的重力为3N G =动故B 错误;C .当 G 物=15N 时,滑轮组机械效率为15N83%15N 3NG G G η===++物物动故C 错误;D .G 物不变,改变图甲中的绕绳方式,如图所示因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同;忽略绳重及摩擦时,额外功相同,所以总功相同,滑轮组的机械效率仍不改变,故D 正确。
故选D 。
2.用一个动滑轮提起重100N 的物体(绳重与摩擦不计),所用拉力60N 。
若用此动滑轮将重200N 的物体以0.2m/s 速度匀速上升时,拉力功率为_____W 。
较前一次提升物体,该滑轮的机械效率_____(选填“变大”、“不变”或“变小”) 【答案】44 变大 【解析】 【详解】[1]根据题意可知,物体以0.2m/s 速度匀速上升,对于动滑轮,绳子移动的速度v =2⨯0.2m/s=0.4m/s绳重与摩擦不计,则拉力F =12(G 物+G 动) 即60N=12(100N+G 动) 解得G 动=20N ,用此动滑轮将重200N 的物体时,拉力F ′=12⨯(200N+20N)=110N拉力功率为P =F ′v =110N ⨯0.4m/s=44W拉力功率为44W 。
备战2021中考物理考点精准题练——专题四十七:机械效率考点一:机械效率一、有用功:定义:对人们的功。
公式:斜面:二、额外功:定义:的功。
公式:(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)斜面:三、总功:定义:公式:四、机械效率:定义:有用功跟总功的比值。
公式:定滑轮:动滑轮:滑轮组:五、有用功总小于总功,所以机械效率总1。
通常用百分数表示。
某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
【精准题练】1.(2020咸宁,9)用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为0.5m,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示。不计摩擦,下列分析正确的是()A.动滑轮的重力为5NB.该滑轮组的机械效率可以达到100%C.滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少D.每次提升重物时,滑轮组做的额外功为5J2.(2020抚顺,10)如图所示,小吉用200N的拉力,在4s内将重500N的物体匀速提高2m。
不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()A. 动滑轮重为100NB. 滑轮组的机械效率为62.5%C. 拉力做功为1000JD. 拉力的功率为300W3.(2020乐山,16)如图所示,利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm,拉力为4N,不计一切摩擦和绳重,(g取10N/kg)。
下列说法正确的是A.动滑轮重力为5NB.滑轮组的机械效率为75%C.拉力所做的功为0.4JD.拉力的功率为0.4W4.(2020随州,9)体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m,此时该滑轮组的机械效率为80%(不计绳重与摩擦,g取10N/kg),小明对此工作过程及装置作出了以下论断:①动滑轮重为200N②此过程中,工人对绳的拉力做功1000J③重物匀速上升过程中,它的机械能增大④若增大重物A的质量,该工人用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率不可能达到90%关于小明的以上论断()A. 只有①③正确B.只有②③正确C.只有①②③正确D.①②③④都正确5.(2020衡阳,11)近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。
实验19 测量滑轮组的机械效率 考点精讲【提出问题】对同一滑轮组装置,机械效率是否不变 【猜想与假设】同一滑轮组的机械效率可能与被提升物体物重有关 【设计与进行实验】1.实验器材: 弹簧测力计 、 刻度尺 、细绳、动滑轮、定滑轮、钩码若干;2.实验原理:总有W W =η;3.实验步骤:①安装好滑轮组,记下钩码和弹簧测力计的位置;②缓慢匀速拉动弹簧测力计,使钩码G 升高,用刻度尺测量钩码上升的高度h 和绳端移动的距离s ,填入表中; ③算出有W 、总W 、η,填入表格中;④改变钩码数量,重做两次实验,并将测量数据填入表中。
数据记录【分析和论证】由1、2、3次实验可知,提升的钩码重力增加时,有用功增加,额外功基本不变(克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变),由额有有总有W W W W W +==η可知,机械效率会增大。
【实验结论】同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关,物重越大,机械效率越高。
【实验方法】 控制变量法的应用①探究滑轮组的机械效率与所吊的重物重力之间的关系(控制绕线方式相同,改变滑轮组所吊钩码的数量);②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系(控制滑轮组所吊钩码的数量相同,改变动滑轮数量或换重力不同的动滑轮);③滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系(控制同一滑轮组的绕线方式相同,所提钩码重力相同,改变钩码上升的高度)。
【交流与讨论】(1)测量拉力大小的原理:用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子目的(减小摩擦引起的误差),此时拉力大小等于弹簧测力计的示数;(2)承担重物绳子段数的判断:与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数; (3)滑轮组机械效率的影响因素:物体的重力、动滑轮重力、绳子与滑轮之间的摩擦力。
与绳子的绕法、绳子段数无关; (4)提高机械效率的方法增加物重、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦。
(5)弹簧测力计静止时读数的分析:所测拉力偏小,机械效率偏高,说明滑轮组的机械效率与物体的运动状态有关。
中考物理总复习《机械效率实验题、计算题》专项检测卷及答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一、实验题1.如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如下表。
(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η140.10.3280.1 3.20.383.3%380.1 2.00.580.0%(1)在实验中,应沿竖直方向拉动弹簧测力计;(2)第1次实验中,弹簧测力计的示数如图丁,则拉力F是N,机械效率是%(精确到0.1%);(3)由1、2两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率越(选填“高”或“低”);由两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低。
2.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:实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm163 2.59265 2.517368 2.524(1)数据表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是;(2)改正了错误的数据后,小明通过计算后发现:滑轮组的机械效率与无关。
(3)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图乙所示。
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,它们的机械效率(选填“相同”或“不相同”)。
3.在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,实验数据如下表:次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm 12100.840255 1.520(1)此实验所用滑轮的个数至少是个,其中动滑轮有个.(2)第一次实验测得滑轮组的机械效率为%,第二次实验时滑轮组的机械效率第一次的机械效率(选填“大于”、“小于”或“等于”)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:实验次物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm 数163 2.59265 2.515368 2.524(1)三次实验中应沿方向缓慢匀速拉动弹簧测力计,如果不沿此方向拉动弹簧测力计,测出的滑轮组机械效率将(选填“偏大”或“偏小”)。
2021中考物理二轮考点过关:测量滑轮组机械效率实验考点梳理1.滑轮(组)机械效率的测量实验实验目的:测量滑轮组的机械效率实验原理:η==实验器材:滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺实验步骤:(1)用弹簧测力计测量出钩码的重力G;(2)按装置图把滑轮组和刻度尺安装好,并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置;(3)竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升,读出其示数F,并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s;(4)分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η,将各项数据填入下表(5)增加被提升钩码的个数,重复步骤(2)(3)(4)实验数据:次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m有用功W有/J绳端的拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率n1100.11 4.20.3 1.2679.4% 2150.1 1.5 6.00.3 1.883.3% 3200.127.50.3 2.2588.9%注意事项:(l)匀速拉动弹簧测力计,目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变;(2)为了便于读数,钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数;(3)多次测量的目的是进行一些必要的比较,利用不完全归纳法总结规律,而不是求平均值.实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物越重,滑轮组的机械效率越大强化练习1.测量滑轮组的机械效率实验装置和数据记录如表:实验次数钩码的重力G/N钩码上升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η1 2.00.100.90.3074.1%2 2.00.150.90.4574.1%3 2.00.200.90.6074.1%4 4.00.20 1.60.60(1)实验时应竖直向上拉弹簧测力计使物体缓慢上升。
(2)第4次实验测得滑轮组的机械效率约为(结果保留到0.1%)。
(3)分析表中实验数据可得:利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率;提升不同物体,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越。
第1页(共19页)
2023年中考物理重难点复习:测量滑轮组的机械效率实验(精练)
1.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次数钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m
机械效率η140.1 2.70.274%240.1 1.80.374%380.1 3.10.3
86%
4
8
0.1
2.5
(1)实验中应沿竖直方向
缓慢拉动弹簧测力计;
(2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法(选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到
对滑轮组机械
效率的影响;
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据分别为和。
(4)通过比较
两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的
机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号);(5)通过比较
两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组
的机械效率越高(填实验次数的序号);
2.小雪在“测滑轮组机械效率”的实验中,利用如图所示的实验装置,她分别记下了钩码和弹簧测力计的位置,并完成了下列表格的部分内容。
实验次数钩码重G/N 钩码提升的高度h/cm 弹簧测力计示数F/N 绳子末端移动的距离s/cm 有用功W 有/J 总功W 总
/J
机械效率η110.10.50.30.10.15/2
2
0.15
0.8
0.45
/
/
/。
中考物理实验精练精解专题:实验题14 测量滑轮组的机械效率实验:实验原理:W GhW Fs η==有总实验器材:弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。
注意事项:竖直向上,缓慢拉动测力计。
实验1保持动滑轮重一定,改变钩码重力结论:动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。
实验2保持钩码重力一定,改变动滑轮重。
结论:物重一定,动滑轮越重,机械效率低。
一.真题精练1.(2020年湖南省岳阳市中考真题)“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表:(1)实验时,应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计;(2)第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为______N;(3)第3次实验滑轮组的机械效率是______;(保留一位小数)(4)如果用这个滑轮组提升7N的重物,则它的机械效率可能是______(选填序号)。
A.60% B.70% C.80%【答案】 (1). 匀速 (2). 24 (3). 77.0% (4). C【解析】【详解】(1)[1]在实验过程中,应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计,此时处于平衡状态,受到平衡力的作用,测力计示数才等于拉力大小。
(2)[2]由图可知,测力计分度值为0.2N,则第2次实验中弹簧测力计的示数为2.4N。
(3)[3]第3次实验滑轮组的机械效率η=6N0.1m2.6N0.3mGhFs⨯=⨯≈77.0%(4)[4]由实验数据可知,用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以,使用该滑轮组提升7N的重物,此时物重比第3次实验的物重还大,则此时滑轮组的机械效率大于77.0%,可能为80%,故选C。
2.(2020年天津市中考真题)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关;猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关;.为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计;小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如下表所示:请你解答如下问题:(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______:根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式( );(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率______(选填“越高”“越低”或“不变”);(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是______。【答案】 (1). 80.0% (2). (3). 越高 (4). 自重不同的滑轮【解析】【详解】(1)[1]第3次实验中,有用功W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J通过滑轮组所做的总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J滑轮组的机械效率0.6J80%0.75JW W η===有总 [2]因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍,所心滑轮组承重绳子的根数为3,那么滑轮组的绕线如图:(2)[3]分析表格数据知,用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]猜想二,要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,换用自重不同的动滑轮进行实验。
3.(2020年山东省青岛市中考真题)研究定滑轮的特点:(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮,给我们升国旗带来了便利。
这是利用定滑轮______的特点。
【答案】 (1). 弹簧测力计对绳子末端的拉力 (2). 物体的重力 (3). F1=F2=F3 (4). 可以改变力的方向【解析】【详解】(1)[1][2]在研究使用定滑轮是否省力时,我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小;用如图甲所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)[3]图乙的装置是一个定滑轮,定滑轮工作的特点既不省力也不费距,所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,三个力的大小相等,即F1=F2=F3(3)[4]虽然既不省力也不费距,但是定滑轮可以改变力的方向,所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
4.(2020年辽宁省朝阳市中考真题)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如表所示,第三次实验时的拉力如图所示。
(1)实验中应_______拉动弹簧测力计使钩码上升;(2)表格中编号①的数据应为______;编号②的数据应为________;(3)比较实验数据可得出的实验结论是:使用同样的滑轮组,_____________; (4)如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为_______N 。
【答案】 (1). 竖直向上匀速 (2). 2.2 (3). 88.9% (4). 提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高 (5). 0.4【解析】【详解】(1)[1]实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
(2)[2]由图知,弹簧测力计的分度值为0.2N ,拉力为2.2N 。
[3]由100%100%W GhW Fsη=⨯=⨯有总可得第二次实验的机械效率 4N 0.1m 100%100%100%88.9%1.5N 0.3mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有总(3)[4]实验选用的是同滑轮组,动滑轮的重力不变,由表中实验数据分析可知,同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。
(4)[5]因忽略绳重和摩擦,故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功,则有W W W =-额总有则动滑轮的重力为0.8N 0.3m 2N 0.1m0.4N 0.1mFs Gh G h -⨯-⨯===动 5.(2020年山东省东营市中考真题)学习了“滑轮组的机械效率”后,某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣,他们猜想,斜面作为一种简单机械,它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。为此,实验室提供了如下器材∶长木板、垫木(长宽高之比为1∶2∶4)、木块(带钩)、天平、弹簧测力计、停表、刻度尺、细线。请根据需要选择合适的器材,完成以下题目。(1)实验目的:______ (2)实验器材:______ (3)实验步骤:______ (4)分析与论证:______ (5)交流与评估:______【答案】 (1). 见解析 (2). 见解析 (3). 见解析 (4). 见解析 (5). 见解析【解析】【详解】(1)[1]实验目的∶探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度是否有关 (2)[2]实验器材∶长木板、垫木、木块(带钩)弹簧测力计、刻度尺、细线 (3)[3]实验步骤∶①把垫木平放,将长木板的一端垫高,构成一个斜面。用刻度尺测出斜面的长度s1和斜面高度1h 。用弹簧测力计测出木块所受的重力G ,再用弹簧测力计拉着木块沿斜面匀速滑动,由底部上升到顶端,记下此时弹簧测力计的示数F1,记录数据。②把垫木侧放,将长木板的一端垫高,斜面变陡一些,重做实验,记录数据。 ③把垫木竖放,将长木板的一端垫高,斜面再变陡一些,重做实验,记录数据。 ④收集处理数据,进行比较、归纳。 (4)[4]分析与论证∶ 通过公式100%100%W GhW Fsη=⨯=⨯有总计算出各次实验的机械效率,进行分析∶若测得的机械效率都相等,说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度无关;若测得的机械效率不相等,说明斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关。(5)[5]交流与评估∶①该实验中,测量拉力时,应保持木块在斜面上做匀速运动。②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度等其他因素有怎样的关系呢,如何验证?二.模拟演练1.小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中,一同学组装好如图所示实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
(1)实验时,小明竖直向上拉动弹簧测力计,使钩升高,弹簧测力计读数为0.5N ;同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm ,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录如表:(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他俩找出错误的原因:。
(3)该滑轮组的机械效率实际为。
(4)在实验中,若将钩码的重增加到6N ,则该滑轮组的机械效率将(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 (1)匀速;(2)绳子自由端移动的距离应该是0.3m ,不等于0.2m ; (3)66.7%; (4)变大。
【解析】(1)小明在进行实验时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时绳子的拉力等于测力计示数。
(2)由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n =3;已知钩码上升高度h =0.1m ,则测力计移动距离:s =nh =3×0.1m=0.3m ,由表中实验数据可知,测力计移动距离为0.2m ,测力计移动距离错误,从而导致滑轮组效率错误。
(3)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%≈66.7%。
(4)提升的钩码重增加到6N,有用功增加,有用功在总功中的比重增大,则该滑轮组的机械效率将变大。
2.探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素,实验装置如图所示,数据如表所示。
(1)请把表格中三个未完成的空补充完整。
(2)甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大,滑轮组机械效率(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
请你解释出现这种现象的原因。
(3)乙同学进一步研究,测出动滑轮的质量为100g,根据表格中的数据得出:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:W总>W有+W轮,他猜测还有因素影响机械效率。
(答一种因素即可)(4)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总﹣W有﹣W轮,通过比较第1、2和组的数据,发现重物的重力越大,差值△W (选“越大”、“越小”或“不变”),请你利用所学知识对此作出解释。
【答案】(1)如上表所示;(2)增大;动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大;(3)绳重、各种摩擦;(4)4;越大,所挂钩码增多,摩擦力增大,额外功增多。
【解析】(1)由表中数据,第3次实验的有用功:W有=Gh=2N×0.3m=0.6J;绳子有效段数为2,根据s=nh,绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.3m=0.6m,总功:W总=Fs=1.7N×0.6m=1.02J;机械效率:η==≈59%;(2)纵向比较表中数据,钩码重力逐渐增大,滑轮组的机械效率增大;原因:动滑轮重力不变,随着钩码重力增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率变大。