试题

题目:
青果学院测滑轮组的机械效率.选用的滑轮每个重0.6N,每个钩码重2N,弹簧测力计的最大量程为2.5N,现挂3个钩码:
(1)要完成此实验最少需
1
1
个定滑轮和
1
1
个动滑轮.
(2)在方框中画出实验装置图.
(3)若不计绳重和摩擦,绳子自由端的拉力为
2.2N
2.2N

(4)在实验中
竖直匀速
竖直匀速
拉动绳子时,弹簧测力计示数为2.4N,钩码升高10cm,则有用功为
0.6
0.6
J,总功为
0.72
0.72
J,机械效率为
83.3%
83.3%
.(结果保留小数点后一位有效数字)
(5)在实验中若被提升的物体重力一定,则适当
增加
增加
(填“增加”或“减小”)动滑轮个数,就越省力,滑轮组的机械效率就越

答案
1

1

2.2N

竖直匀速

0.6

0.72

83.3%

增加


青果学院解:(1)3个钩码的重力=2N×3=6N,每个滑轮的重力为0.6N,弹簧测力计的最大量程为2.5N,承重绳子的股数至少为3,当承重绳子股数为3时,至少要用1个定滑轮和1个动滑轮;
(2)一个定滑轮、一个动滑轮组成的承重绳子股数n=3的滑轮组绕法如图所示;
(3)承重绳子股数n=3,绳子自由端的拉力F=
G+G
n
=
2N×3+0.6N
3
=2.2N;
(4)实验时应竖直匀速拉力绳子,有用功W=Gh=6N×0.1m=0.6J,
总功W=Fs=Fnh=2.4N×3×0.1m=0.72J.机械效率η=
W
W
=
0.6J
0.72J
×100%=83.3%.
(5)动滑轮的个数越多,承担物重的绳子就越多,也就越省力,但承担的动滑轮的重力也就越多,额外功就大,故机械效率就越低.
故答案为:(1)1;1;(2)滑轮组如图所示;(3)2.2N;(4)竖直匀速;0.6;0.72;83.3%;(5)增加;低.
考点梳理
滑轮(组)机械效率的测量实验.
根据钩码的总重力、动滑轮的重力、弹簧测力计的最大拉力,应用滑轮组公式求出滑轮组承重绳子的股数,然后确定滑轮组的构成,作出滑轮组的绕法;由滑轮组公式求出拉力,由功的公式求出功,由效率公式求出滑轮组效率;根据影响滑轮组效率的因素分析答题.
本题考查了滑轮组的设计和组装、有用功、总功、机械效率的计算及影响机械效率的因素.注意在拉动绳子时应匀速拉动.
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