某同学在做“测滑轮组机械效率”的实验中.用如图1中甲所示的装置匀速提起重物,并做了如下实验记录:
| 钩码重G(N) | 钩码上升高度(m) | 测力计拉力F(N) | 测力计移动距离s(m) |
| 2 | 0.1 | 0.4 | 0.3 |
(2)根据上表可算出,W有=________焦,W总=________焦.
对以上两个计算结果进行比较,其不合理之处是________;
(3)结合图1中的乙你会发现导致实验结果不合理的原因是:________.
(4)小红用如图2所示的滑轮组分别做了三次实验,第一次使用塑料滑轮,第二次使用铝制滑轮,第三次使用铁制滑轮,实验数据记录如下表:
| 实验 次数 | 物重 G/N | 物体上升的距离h/cm | 弹簧测力计的读数F/N | 弹簧测力计上升的距离s/cm | 机械 效率η |
| 1 | 3 | 10 | 1.6 | 30 | 62.5% |
| 2 | 3 | 10 | 2 | 30 | 50% |
| 3 | 3 | 10 | 2.5 | 30 | ________ |
②从实验数据分析可知:提升同一物体,动滑轮越重,滑轮组的机械效率________.
试题答案
解:
(1)探究滑轮组机械效率时,要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,拉力不变,弹簧测力计示数不变,方便读数;
(2)根据上表可算出,W有=Gh=2N×0.1m=0.2J,W总=Fs=0.4N×0.3m=0.12J,有用功大于总功(或机械效率大于100%),实验结果不合理;
(3)弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,示数为0.8N.弹簧测力计的读数错误;
(4)①在表中的空格处填上第三次实验的机械效率:
η====40%;
②滑轮组的机械效率η′===,同一物体,重力不变,动滑轮越重,机械效率越低.
故答案为:
(1)匀速;0.2;0.12;有用功大于总功(或机械效率大于100%);
(2)弹簧测力计的示数读错了;
(3)40%;
(4)越低.
试题解析
(1)实验过程中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
(2)根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出总功,然后两个计算结果进行比较,找出不合理之处;
(3)认真读图可以看出,弹簧测力计的分度值应为0.2N,而不是0.1N,这便是造成读数错误的原因;
(4)①根据η==求出在表中的空格处填上第三次实验的机械效率;
②提升同一个物体,动滑轮越重,额外功在总功中的比值越大,机械效率越低.
点评:本题考查了二力平衡条件的应用和功、机械效率的计算,明确总功和有用功、额外功的关系以及知道影响滑轮组机械效率的因素是解题的关键.
