同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设:
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关;
滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关;
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关;
滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关.
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将所测实验数据填入下表:
| 实验次数 | 动滑轮重/N | 物重/N | 动力/N | 绳子的股数n | 机械效率 |
| 1 | 1 | 2 | 1 | ||
| 2 | 1 | 4 | 1.67 | ||
| 3 | 2 | 4 | 2 | ||
| 4 | 1 | 4 | 2.5 |
(2)根据实验 ________和 ________(填①、②、③、④)可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关;
(3)根据实验②和④可知,滑轮组的机械效率与 ________无关;
(4)通过实验可以发现,不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越 ________;
(5)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关,应该选用 ________(填“同一”或“不同”)滑轮组,提升 ________(填“相同”或“不同”)的高度去研究.
试题答案
解:(1)由图知,①由3段绳子承担物重,所以s1=3h1.
η1=
②由3段绳子承担物重,所以s2=3h2.
η2=
③由3段绳子承担物重,所以s3=3h3
η3=
④由2段绳子承担物重,所以s4=2h4
η4=
故答为:
| 实验次数 | 动滑轮重/N | 物重/N | 动力/N | 绳子的股数n | 机械效率 |
| 1 | 1 | 2 | 1 | 3 | 66.7% |
| 2 | 1 | 4 | 1.67 | 3 | 79.8% |
| 3 | 2 | 4 | 2 | 3 | 66.7% |
| 4 | 1 | 4 | 2.5 | 2 | 80% |
故答案为:①;②.
(3)②和④物重和动滑轮重都相同,只有承担物重的绳子段数不同,所以滑轮组的机械效率与承担物重的绳子段数无关.
故答案为:承担物重绳子段数.
(4)由数据可知,动滑轮越重,所做的额外功在总功中占得比例越大,机械效率越低.
故答案为:小.
(5)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关,只有使提升物体的高度不同,其它条件都应相同.
故答案为:同一;不同.
试题解析
(1)要解决此题首先要会判断承担物重的绳子段数.关键是看由几段绳子拉着动滑轮.同时要掌握机械效率的概念,即η=.
(2)在探究滑轮组的机械效率与物重之间的关系时,滑轮组的组装情况相同,只有物体的重力不同.
(3)②和④只有承担物重的绳子段数不同.动滑轮和物重都相同.所以探究机械效率与承担物重的绳子段数之间的关系.
(4)动滑轮越重,提升物体时做的额外功越多,所以机械效率越低.
(5)要研究机械效率与高度的关系,只能使物体被提升的高度不同,其它条件都相同.
点评:此题主要通过实验探究影响滑轮组机械效率的因素.首先要掌握机械效率的概念和测量方法,并且注意控制变量法在此实验中的应用.
