试题

题目:
青果学院(2013·白下区一模)如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置,钩码总重6N.
(1)要求竖直向上拉动弹簧测力计,请在图中画出绳子的正确绕法.
(2)实验时要竖直向上
匀速
匀速
拉动弹簧测力计.
(3)实验时拉力大小为2.4N,将弹簧测力计向上移动15cm,则钩码上升的高度为
5
5
cm,该滑轮组的机械效率为
83.3%
83.3%

(4)减轻钩码重,再做实验,此时滑轮组的机械效率将
减小
减小
.(选填:“增大”、“减小”或“不变”)
答案
匀速

5

83.3%

减小

解:(1)画图时由弹簧测力计开始下笔,由于要求施力方向竖直向上,所以是从弹簧测力计下笔,倒着往回绕,然后先到动滑轮,再逐一绕过,答案如下图:
青果学院
(2)为了便于读出弹簧测力计的示数,实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
(3)∵s=3h,
∴钩码上升的高度:h=
1
3
s=
1
3
×15cm=5cm;
滑轮组的机械效率:
η=
W有用
W
×100%=
Gh
Fs
×100%=
Gh
F3h
×100%=
G
3F
×100%=
6N
3×2.4N
×100%≈83.3%;
(4)使用同一滑轮组,减小钩码重后摩擦力变化很小,可忽略不计,所以克服动滑轮重做的额外功不变,减轻钩码重时,做的有用功会减小,根据η=
W有用
W
×100%=
W有用
W有用+W
×100%可知,额外功不变,有用功减小,机械效率会减小.
故答案为:(1)答案见上图;(2)匀速;(3)5;83.3%;(4)减小.
考点梳理
滑轮(组)机械效率的测量实验.
(1)滑轮组绳子的绕法,在实验中,有两种:一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮--上面的定滑轮这样反复;二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后再绕过上面的动滑轮--下面的定滑轮这样反复.但在具体题目中,要根据题目的要求来决定绕法.本题中是要求施力方向竖直向上,也就是说最后绳子必须从动滑轮绕出来,从而再往回画.
(2)匀速拉动弹簧测力计目的是使弹簧测力计的示数稳定,便于读数;
(3)根据s=3h求出钩码上升的高度;根据η=
W有用
W
=
Gh
Fs
=
Gh
F3h
=
G
3F
求出机械效率;
(4)根据η=
W有用
W
=
W有用
W有用+W
分析减轻钩码重时,机械效率的变化情况.
本题包含了三个考点:
(1)滑轮组的设计组装,这类考点又有两类题目,一类就是本题,还有一类是要求有n段绳子在拉重物,此时,如n为奇数,则绳子是系在动滑轮的固定挂钩上开始绕;如n为偶数,则绳子是系在定滑轮的固定挂钩上开始绕.
(2)求滑轮组的机械效率,要抓住拉力做的是总功,重物被提升做的是有用功,绳子有几段,拉力移动距离就是重物移动距离的几倍.
(3)机械效率的改变要抓住是有用功变了,还是额外功变了,然后再根据机械效率的物理意义来判断.
测量型实验综合题.
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