【題目】在探究“滑輪組機(jī)械效率”時(shí),小強(qiáng)利用兩組滑輪組進(jìn)行了4次測(cè)量,用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪測(cè)得前3組數(shù)據(jù),用兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪測(cè)得第4組數(shù)據(jù),如下表:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

物重G/N

動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N

鉤碼上升的高度h/m

動(dòng)力F/N

動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s/m

滑輪組的機(jī)械效率η/%

1

1

0.5

0.1

0.7

0.3

47.6

2

2

0.5

0.1

1.1

0.3

60.6

3

4

0.5

0.1

2

0.3

4

4

1

0.1

0.5

50.0

(1)根據(jù)表中前3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法.

(2)在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量繩端拉力F時(shí),應(yīng)盡量 勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),讀出乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N,第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為

(3)由表中第 組數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān).

(4)由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知,滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和 有關(guān),請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中克服摩擦所做的額外功 J.

【答案】(1)見圖;

(2)豎直;1.6N;66.7%;(3)1、2、3;(4)動(dòng)滑輪重; 0.15.

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)h與s的關(guān)系(s=nh)結(jié)合表格中數(shù)據(jù)判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù),然后繞線;

(2)為準(zhǔn)確地測(cè)出拉力,需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì);進(jìn)行讀數(shù)時(shí),注意測(cè)力計(jì)的分度值;

根據(jù)公式η=×100%=×100%計(jì)算機(jī)械效率;

(3)根據(jù)結(jié)論:同一滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān),找出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可;

(4)由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知,物重相同,動(dòng)滑輪重力不同,

先根據(jù)W=Gh求出有用功和克服動(dòng)滑輪做的功,然后根據(jù)W=Fs求出總功,則克服繩重及摩擦做的那部分額外功等于總功減去有用功和克服動(dòng)滑輪做的功.

解:(1)由前4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,s=3h,所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重,因此應(yīng)從動(dòng)滑輪繞起,如圖所示:

(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),這樣才能準(zhǔn)確測(cè)出拉力的值;

由圖知,測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,所以其示數(shù)為1.6N;

η=×100%=×100%=×100%≈66.7%;

(3)由表中第 1、2、3組數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān).

(4)由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知,物重相同,動(dòng)滑輪重力不同,機(jī)械效率不同,由此可得,滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和動(dòng)滑輪重有關(guān)

根據(jù)表中第3組數(shù)據(jù)可知,有用功:W=Gh=4N×0.1m=0.4J;克服動(dòng)滑輪做的功:W動(dòng)=G動(dòng)h=0.5N×0.1m=0.05J;總功:W=Fs=2N×0.3m=0.6J;

則克服繩重及摩擦做的那部分額外功:W=W﹣W﹣W動(dòng)=0.6J﹣0.4J﹣0.05J=0.15J.

故答案為:(1)見上圖;

(2)豎直;1.6N;66.7%;(3)1、2、3;(4)動(dòng)滑輪重; 0.15.

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