题目
在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小悦用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3次实验,实验数据记录如表: 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 78.4% 3 6 0.05 0.15 (1)该实验的原理是: ____ ,实验中要 ____ 拉动弹簧测力计,使钩码升高。(2)第3次实验中拉力大小如图丙所示,第三次实验的机械效率为 ____ 。(3)分析表格中三组数据,能得出:用同一滑轮组,匀速提升重物时,滑轮组的机械效率与 ____ 的具体关系,写出你这样认为的理由: ____ 。(4)通过分析实验数据,请你写出提高滑轮组机械效率的方法: ____ 。
在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小悦用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3次实验,实验数据记录如表:| 实验 次数 |
钩码所受的 重力G/N |
提升高度 h/m |
拉力 F/N |
绳端移动的 距离s/m |
机械效率η |
| 1 | 2 | 0.05 | 1.0 | 0.15 | 66.7% |
| 2 | 4 | 0.05 | 1.7 | 0.15 | 78.4% |
| 3 | 6 | 0.05 | 0.15 |
(2)第3次实验中拉力大小如图丙所示,第三次实验的机械效率为 ____ 。
(3)分析表格中三组数据,能得出:用同一滑轮组,匀速提升重物时,滑轮组的机械效率与 ____ 的具体关系,写出你这样认为的理由: ____ 。
(4)通过分析实验数据,请你写出提高滑轮组机械效率的方法: ____ 。
题目解答
答案
解:(1)该实验的原理是:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%,实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高。
(2)测力计分度值为0.2N,第3次实验中拉力大小为2.4N,如图丙所示,第三次实验的机械效率为:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$≈83.3%;
(3)分析表格中三组数据,能得出:用同一滑轮组,匀速提升重物时,滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关;这样认为的理由:使用同一滑轮组,将不同重力的物体提升相同高度,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)根据(3)可知提高滑轮组机械效率的方法:提升物体的重力。
故答案为:(1)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%;沿竖直匀速方向;(2)83.3%;(3)提升物体的重力;使用同一滑轮组,将不同重力的物体提升相同高度,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;(4)提升物体的重力。
(2)测力计分度值为0.2N,第3次实验中拉力大小为2.4N,如图丙所示,第三次实验的机械效率为:
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$≈83.3%;
(3)分析表格中三组数据,能得出:用同一滑轮组,匀速提升重物时,滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关;这样认为的理由:使用同一滑轮组,将不同重力的物体提升相同高度,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)根据(3)可知提高滑轮组机械效率的方法:提升物体的重力。
故答案为:(1)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%;沿竖直匀速方向;(2)83.3%;(3)提升物体的重力;使用同一滑轮组,将不同重力的物体提升相同高度,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高;(4)提升物体的重力。
解析
步骤 1:确定实验原理
实验的原理是机械效率的计算公式:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%,其中G是钩码的重力,h是钩码提升的高度,F是拉力,s是绳端移动的距离。
步骤 2:确定实验操作
实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高,以确保测量的准确性。
步骤 3:计算第三次实验的机械效率
根据题目中给出的第三次实验数据,钩码的重力G=6N,提升高度h=0.05m,拉力F=2.4N(从图丙中读出),绳端移动的距离s=0.15m。代入机械效率的计算公式,得到η=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%。
步骤 4:分析实验数据
分析表格中三组数据,可以发现:使用同一滑轮组,将不同重力的物体提升相同高度,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。因此,滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关。
步骤 5:提出提高滑轮组机械效率的方法
根据(3)的分析,提高滑轮组机械效率的方法是提升物体的重力。
实验的原理是机械效率的计算公式:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%,其中G是钩码的重力,h是钩码提升的高度,F是拉力,s是绳端移动的距离。
步骤 2:确定实验操作
实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使钩码升高,以确保测量的准确性。
步骤 3:计算第三次实验的机械效率
根据题目中给出的第三次实验数据,钩码的重力G=6N,提升高度h=0.05m,拉力F=2.4N(从图丙中读出),绳端移动的距离s=0.15m。代入机械效率的计算公式,得到η=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%。
步骤 4:分析实验数据
分析表格中三组数据,可以发现:使用同一滑轮组,将不同重力的物体提升相同高度,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。因此,滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关。
步骤 5:提出提高滑轮组机械效率的方法
根据(3)的分析,提高滑轮组机械效率的方法是提升物体的重力。