兰兰和芳芳运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,改变其他因素,是否会影响它的机械效率呢?大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2:可能与被提升的钩码重力有关;’
猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重力都有关;
猜想4:可能与钩码被提升的高度有关.
兰兰和芳芳分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表.
兰兰的实验记录:
| 物理量 控制因素 | 钩码重/N
| 绳端拉力/N
| 机械效率
|
| 大致相同的速度提升 | 10 | 4.2 | 79.4% |
| 15 | 6.0 | ? | |
| 探究结果 | ? | ||
芳芳的实验记录:
| 物理量 控制因素 | 钩码重/N
| 绳端拉力/N
| 机械效率
|
| 较小提升速度 | 10 | 4.2 | 79.4% |
| 较大提升速度 | 10 | 4.2 | 79.4% |
| 探究结果 | ? | ||
(1)请帮助芳芳完成表中的一项计算;
(2)请根据她们的实验记录,分别在表中写出探究结果________;
(3)归纳她们的实验探究,你所得的结论是:________.
试题答案
解:(1)由图知,此滑轮组由3段绳子承担物重,所以s=3h
因此当钩码重为15N时,其机械效率为:η=×100%=×100%=×100%=83.3%
故答案为:83.3%
(2)兰兰:由表格中数据知,两次实验物体被提升的速度相同,第二次提升钩码的重力大,机械效率也高,所以可以看出滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关.
芳芳:两次被提升钩码的重力相同,第二次比第一次提升的速度大,两次测量的机械效率相同,所以可以看出滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关.
故答案为:兰兰:滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关,被提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高.
芳芳:滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关.
(3)总结兰兰和芳芳的结论,可以得出滑轮组的机械效率与匀速提升物体的速度大小无关,与被提升物体的重力大小有关,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高.
故答案为:滑轮组的机械效率与匀速提升物体的速度大小无关,与被提升物体的重力大小有关,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高.
试题解析
(1)要掌握机械效率的概念,掌握机械效率的计算公式:η=×100%=×100%
同时需要掌握绳端移动距离和物体上升高度之间的关系,s=nh.
(2)注意分析兰兰、芳芳所测的物理量,注意变化的量和不变的量,同时注意观察机械效率是否变化,若变化的话是由哪个物理量引起的.
点评:此题主要是测量滑轮组的机械效率,主要考查了有关机械效率的计算,同时考查了学生根据实验数据得出结论的能力,考查了影响滑轮组机械效率的因素.
