如图所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图.他在2s内做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m,不计绳重及摩擦.

2个回答

  • 解题思路:首先根据动滑轮由几段承担,来确定滑轮组的绳子段数,然后根据公式逐个计算.

    (1)弹簧测力计运动的速度用v=[s/t]计算;

    (2)滑轮组机械效率用η=

    W

    W

    计算;由于W=Gh,分析仅增加钩码的个数引起的W的变化;根据η=1-

    W

    W

    分析可知;

    (3)根据题目所提供的相关信息,找出其它的物理量信息,应根据已知数据中进行最简单的计算就能求出的物理量.

    由图可知:动滑轮由3段绳子承担,则滑轮组的绳子段数n=3.

    (1)弹簧测力计匀速向上运动的距离:S=nh=3×0.4m=1.2m;

    则运动的速度:v=[s/t]=[1.2m/2s]=0.6m/s;

    答:弹簧测力计匀速向上运动的速度是0.6m/s.

    (2)∵测力计的示数是2.5N;则W=Fs=2.5N×1.2m=3J;

    又W=2.4J;

    ∴滑轮组机械效率用η=

    W有

    W总×100%=[2.4J/3J]×100%=80%;

    当仅增加钩码的个数时,由W=Gh可知:

    利用滑轮组时的所做的有用功增加;

    而滑轮组的W没有变化,则W的增加;

    根据η=

    W有

    W总=

    W总−W额

    W总=1-

    W额

    W总可知:

    W额

    W总在W不变的条件下,随W的增加而减小,

    所以1-

    W额

    W总的值增大,即机械效率增大;

    答:该滑轮组的机械效率是80%;若仅增加钩码的个数,在不考虑滑轮的摩擦时,该滑轮组有机械效率将增大.

    (3)由做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m可求:

    物体的重力:G=

    W有

    h=[2.4J/0.4m]=6N;

    根据滑轮组的绳子段数n=3和重物上升0.4m可求:

    弹簧测力计向上运动的距离:S=nh=3×0.4m=1.2m;S=1.2m.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)的机械效率;速度的计算;弹簧测力计的使用与读数;滑轮组及其工作特点.

    考点点评: 本题所涉及到的公式特别多,要根据滑轮组确定绳子段数n,然后利用公式认真计算.在计算过程中,要注意单位换算、公式变形等问题.

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