测定一个定滑轮和一个动滑动组成的滑轮组的机械效率,装置如图所示.
(1)实验器材除滑轮组外,还有钩码、铁架台、刻度尺、长约2m细绳,还缺少的器材是________若没有刻度尺________(填能或不能)测出机械效率;
(2)向上拉弹簧秤时,应使钩码________上升一段距离;
(3)若每个钩码重10N,钩码上升的高度是30cm,弹簧秤示数是12N,则对滑轮组做的有用功为________,总功为________,机械效率为________.
解:(1)在测量机械效率时,要测量物体的重力和绳端的拉力,所以要用到弹簧测力计.
有用功是克服物体的重力做的功W有用=Gh;总功是拉力F做的功W=Fs,绳子的有效股数n=3
所以滑轮组的机械效率为η====.
(2)在测量过程中,为了准确测量拉力需要使测力计做匀速直线运动.
(3)有用功是克服物体的重力做的功,所以W有用=Gh=30N×0.3m=9J;
总功是拉力F做的功,所以W总=Fs=Fnh=12N×3×0.3m=10.8J;
滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83.3%.
故答案为:(1)弹簧测力计;(2)匀速;(3)9J,10.8J,83.3%.
(1)在测量滑轮组的机械效率时,需要测量物体的重力、物体上升的高度、拉力、绳端移动的距离,根据机械效率的概念计算.
(2)根据二力平衡的条件可知,只有匀速拉动滑轮时,弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等.
(3)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率.
点评:本题考查了二力平衡的条件的应用、绳端移动距离s与物体上升高度h之间的关系、机械效率的求法及滑轮组的连接,关键是掌握测量滑轮组机械效率的原理.
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