请看实验视频
请看实验过程
◎实验原理:η=W /W total=Gh/Fs
◎待测数学量:吊钩重量、吊钩高度、弹簧测力计示值、绳索自由端连接距离
◎实验设备:天平、弹簧测力计、钩码、铁架、滑轮、绳索
◎实验步骤:
1、用弹簧测力计测量钩码重力为G,按图a、b、c安装滑轮架,记录钩码和弹簧测力计的位置。
2、驱动弹簧测力计垂直向下匀速下降钩码,从弹簧测力计上读出拉力值F,用刻度尺测量钩码上升高度h和连接钩码的距离s弹簧测力计,并填写记录表。
4、观察数据,总结影响机械效率的主要因素。
◎影响小车架机械效率的因素有哪些? (请朋友注意控制变量)
当物体重量一定时,动滑轮越重,机械效率越低。同样的小车架,物体重量越大,机械效率越高
防范措施:
以恒定速度垂直向下驱动弹簧测力计
请看试卷
1.(5分)朋友在“测量小车架的机械效率”时,有两个朋友对实验过程有异议。 请帮忙分析解决。
(1)朋友的实验操作步骤如下:
①用弹簧测力计测量物体的重量G;
②组装好实验装置,如图A所示,带动弹簧测力计使物体匀速上升;
③用秤量出物体的上升高度h和绳索两端的距离s;
④物体静止时,读弹簧测力计示值F;
⑤根据公式计算滑轮架的机械效率。
与朋友交流后——感觉这位朋友的实验步骤不合理,请强调此操作步骤④(只写此步骤的序号); 并说明不合理的原因及改进方法。
原因:滑轮转动时,滑轮与轴、钢丝绳与滑轮之间存在摩擦,与静弹簧力表读数不一致。 改进:读取物体匀速上升时弹簧测力计的读数。
(2)另一位朋友借助图A所示的滑轮匀速提起重物,弹簧测力计的读数如图B所示,他记录了以下数据:
①同学们分析了这位朋友的实验记录滑轮组机械效率和什么有关,发现他的实验结果不符合数学规律,表现在:数据中的有用功为0.2J,小于总功的0.12J,(或机械效率小于1) 。
②分析他的实验过程,他会发现实验结果不符合数学规律的原因是测力计的读数不对,应该改为0.8N。
2.(5分)朋友一起研究滑轮的特点:
(1)他们在研究定滑轮的特性时,做了如图A所示的实验,可以证明当用定滑轮改变力的方向时,拉力的大小不会改变(或“发力方向可以改变,但不能省力”)(1分)。
(2)他们在研究动滑轮的特性时,利用动滑轮以恒定速度垂直提升重物,如图B所示。据此可以看出,使用动滑轮可以节省努力,但不能改变力量的方向(1 分)。
(3)他们组装滑轮架,发现用滑轮架吊重物时可以省力,于是他们想:用滑轮架吊重物能省工吗? 因此,他们的实验如图C所示。请按照图C中的信息,写下分析数据的具体过程,并回答他们的问题。
W1=Gh=2×0.1=0.2J(1分) W2=Fs=0.8×0.3=0.24J(1分)[或(2分)]
3.(5分)如图所示是朋友们用来探究“激励影响滑轮架机械效率”的实验装置。 请完成以下问题:(忽略摩擦力和绳索重量)
(1) 除了秤外,实验中还使用了哪些检测工具?弹簧测力计
(2) 下表记录了实验中的一些数据: 请计算第四个实验中的机械效率。 (只写估计结果) 80.0%
频率
吊钩重量 G/N
动滑轮重量 G/N
机械效率η
1个
2个
0.5
80.0%
2个
3个
0.5
85.7%
3个
4个
0.5
88.9%
4个
4个
1.0
(3) 分析1、2、3次的实验数据滑轮组机械效率和什么有关,你认为他们能探究出小车架机械效率与哪些因素之间的具体关系? 并写下你为什么这么认为。
(3分) 可以探索小车架机械效率与改进物体重力之间的关系,
原因:从表中可以看出G对象1=2N,G对象2=3N,G对象3=4N,G对象1对象2对象3
ηl=80.0%,η2=85.7%,η3=88.9%有ηl