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
总
=[Gh
Gh+
W
额
=
1
1+
W
额
/Gh
]分析出机械效率的变化;
(6)根据η=
W
有用
W
总
=[Gh
Gh+
W
额
=
1
1+
W
额
/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总=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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