在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中,某小组利用如图所示装置测得了四组数据,如表所示.

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  • 解题思路:(1实验过程中,为了准确测量拉力,需要使测力计匀速运动.

    (2要解决此题,需要掌握绳端移动距离与物体上升高度之间的关系:s=nh.

    (3)掌握有用功、总功、机械效率的概念.在此题中有用功是克服钩码的重力做的功;总功时拉力F做的功;机械效率等于有用功与总功之比.

    (4)要得出结论,需要注意分析表格中各数据,分析改变的量,机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的.

    (5)根据η=

    W

    有用

    W

    =[Gh

    Gh+

    W

    =

    1

    1+

    W

    /Gh

    ]分析出机械效率的变化;

    (6)根据η=

    W

    有用

    W

    =[Gh

    Gh+

    W

    =

    1

    1+

    W

    /Gh

    ]作出分析和解答.

    (1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡状态,其示数才能够反映拉力的大小;

    (2)前三次实验中,1、2两次实验绳端移动距离都是物体上升高度的3倍,可知此滑轮组由3段绳子承担物重,而第三次绳端移动距离与钩码上升高度的关系错误,所以应当剔除.

    (3)第四次实验的钩码重G=3N,钩码上升高度h=10cm=0.1m.

    所以有用功为:W有用=Gh=3N×0.1m=0.3J;

    测力计示数即拉力为F=1.2N,绳端移动距离为s=30cm=0.3m,

    所以总功为:W=Fs=1.2N×0.3m=0.36J;

    所以机械效率为:η=

    W有用

    W总×100%=[0.3J/0.36J]×100%≈83.3%.

    (4)由表格中数据可以看出,在4次实验中钩码上升的高度不断发生变化,所以是探究滑轮组机械效率与钩码上升的高度是否有关.

    (5)若仅增加物体的重,根据η=

    W有用

    W总=[Gh

    Gh+W额=

    1

    1+

    W额/Gh]可知,在额外功不变的情况下,物重越大,机械效率会越大;

    (6)根据η=

    W有用

    W总=[Gh

    Gh+W额=

    1

    1+

    W额/Gh]可知,滑轮组的机械效率还与额外功的多少有关,在使用滑轮组的过程中,克服摩擦、克服动滑轮重做的功都是额外功,所以滑轮组的机械效率与摩擦力的大小,动滑轮重的大小有关.

    故答案为:(1)匀速;(2)3;(3)0.3;0.36;83.3%;(4)物体被提起的高度;(5)增大;(6)动滑轮的重力.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)机械效率的测量实验.

    考点点评: 本题是测量滑轮组机械效率的实验,主要考查了有关滑轮组的有用功、总功、机械效率的计算;一定要知道有用功、总功的求法,掌握机械效率的计算公式,同时要知道绳端移动距离与物体上升高度之间的关系;考查了学生根据实验数据分析问题的能力.

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