试题

题目:
青果学院在“测滑轮组机械效率”的实验中,小强按正确方法操作,下图是他实验中的情景,下表是他记录的一组数据,请帮小强补充完整.
钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 有用功W有用/J 总功W/J
2 0.05 0.4
(1)比较上表中的计算结果,其不合理之处是
总功小于有用功,机械效率大于1
总功小于有用功,机械效率大于1
;结合测力计放大图,可知小强的错误是
弹簧测力计读数错误,应为0.8N
弹簧测力计读数错误,应为0.8N

(2)在该次实验中,所测滑轮组的机械效率应该为
83.3
83.3
%.
(3)如果不计绳重和摩擦,增加被提钩码,此滑轮组的机械效率将
变大
变大
(填“变大”、“不变”或“变小”).
答案
总功小于有用功,机械效率大于1

弹簧测力计读数错误,应为0.8N

83.3

变大

解:(1)①由图可见,与动滑轮相连的绳子段数n=3,因此测力计移动的距离S=nh=3×0.05m=0.15m;
②有用功:W有用=Gh=2N×0.05m=0.1J;
总功:W=Fs=0.4N×0.15m=0.06J
机械效率:η=
W有用
W
=
0.1J
0.06J
×100%=166.7%
③机械效率大于1,这一定是错误的,读图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,故其正确的读数应为0.2N×4=0.8N.
故答案为:数据如下表:
钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 有用功W有用/J 总功W/J
2 0.05 0.4 0.15 0.1 0.06
总功小于有用功,机械效率大于1;弹簧测力计读数错误,应为0.8N.
(2)有用功W有用=0.1J是正确的,总功应该为W=Fs=0.8N×0.15m=0.12J
∴机械效率应为:η=
W有用
W
=
0.1J
0.12J
×100%=83.3%
故答案为:83.3.
(3)当提升重物的重力增加了,做的有用功就更多了,故机械效率变大.
故答案为:变大.
考点梳理
滑轮(组)机械效率的测量实验.
(1)①滑轮组绳子自由端移动的距离S与物体升高的高度h,以及与动滑轮相连的绳子段数n之间的关系是:S=nh.
②有用功等于钩码总重与钩码上升的高度之间的乘积,用W有用=Gh求出;
总功等于拉力和测力计移动距离的乘积,用W=Fs求出;
机械效率等于有用功和总功的比值,即η=
W有用
W

③有用功永远都应小于总功,机械效率不可能大于1.认真读图可以看出,弹簧测力计的示数应为0.8N,而不是0.4N,这便是造成不合理的原因.
(2)读出正确的拉力,再将相关数据代入机械效率的公式进行计算即可得出正确的数值.
(3)增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重.
在此题中,明确各力与距离的关系,熟练运动功、机械效率的公式进行计算是对我们的基本要求,同时,在具体实验中,弹簧测力计读数也是我们容易出错之处,应引起关注.
计算题;实验题.
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