试题

题目:
青果学院(2011·大庆)小霞在做“测滑轮组机械效率”的实验前猜想,滑轮组机械效率的大小可能与三个因素有关:(1)所提物体的重力;(2)动滑轮的重力;(3)绳子的绕法.
为了验证自己的猜想,她做了四次实验,如图所示(实验所用的每个滑轮重力相同).第1、2次实验是用甲滑轮组,第3次实验是用乙滑轮组,第4次实验是把第1次实验的滑轮组换了种绕法.实验数据如下表:
实验次数 钩码重力/N 钩码匀速上升的距离/m 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离/m 机械效率/%
1 2 0.1 1.2 O.2 83.3
2 4 0.1 2.3 0.2 87.0
3 4 0.1 1.4 0.4 71.4
4 2 0.1 0.8 0.3
(1)分析对比第1、2次实验数据,对猜想(1)可得结论:
滑轮重力一定、绕法相同,所提物体重力越大,机械效率越高
滑轮重力一定、绕法相同,所提物体重力越大,机械效率越高

(2)分析对比第2、3次实验数据,对猜想(2)可得结论:
所提物体重力相同,动滑轮的重力越大,机械效率越低
所提物体重力相同,动滑轮的重力越大,机械效率越低

(3)将第4次实验的绳子绕法在丙滑轮组上画出,并在数据表中算出机械效率.
(4)对比第
1
1
4
4
两次实验数据,可知滑轮组机械效率与绳子绕法无关.
答案
滑轮重力一定、绕法相同,所提物体重力越大,机械效率越高

所提物体重力相同,动滑轮的重力越大,机械效率越低

1

4

解:机械效率与动滑轮的、绳子绕法、所提物体的重力有关,因此分析对比第1、2次实验数据,对猜想(1)可得结论:滑轮重力一定、绕法相同,所提物体重力越大,机械效率越高;分析对比第2、3次实验数据,对猜想(2)可得结论:所提物体重力相同,动滑轮的重力越大,机械效率越低;对比(1)(4)两次实验数据,可知滑轮组机械效率与绳子绕法无关;
(3)钩码上升的高度h=0.1m,绳子移动的速度s=0.3m,所以动滑轮由3段绳子承担;机械效率η=
W
W
=
Gh
FS
=
2N×0.1m
0.8N×0.3m
=83.3%.
故答案:(1)滑轮重力一定、绕法相同,所提物体重力越大,机械效率越高(只答出滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关不给分)
(2)所提物体重力相同,动滑轮的重力越大,机械效率越低(只答出滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关不给分)
(3)如图所示;83.3;
青果学院
(4)1,4(或4,1).
考点梳理
滑轮(组)机械效率的测量实验.
此题(1)(2)(4)三题,考查物理学中对多变量问题的研究方法,即当研究对象有多个变量时,可采用控制自变量个数的研究方法;物体上升的距离就是绳子移动几分之一,和动滑轮以及物体相连的绳子就有几根;根据η=
W
W
=
Gh
FS
,可求出机械效率.
滑轮组的机械效率的高低与提起的物重、动滑轮的重、摩擦有关.与滑轮的绕法、升高的距离没有关系.
作图题;压轴题;实验探究题;控制变量法;实验分析法.
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