在测滑轮组效率的实验中,同学们利用如图所示的实验装置完成了该实验.下表是两个实验小组的实验记录:

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  • 解题思路:(1)与动滑轮相连的绳子段数为3段,因此绳子自由端移动的距离是物体升高距离的3倍,根据滑轮组机械效率的计算公式计算出滑轮组的机械效率.

    (2)分析表中数据,钩码重相同,动滑轮重不同,机械效率也不同.

    (3)探究滑轮组的机械效率与钩码重力关系时,应当在动滑轮重力不变前提下,改变钩码重力.

    (1)有用功W有用=Gh,总功W=Fs=F•nh,则滑轮组机械效率η=

    W有

    W总=[Gh/Fnh]=[G/Fn]=[2N/1.2N×3]×100%=55.6%;

    (2)滑轮组的机械效率与提升物体的重力、动滑轮重力、绳子重力及摩擦有关,从表中数据可以看出,影响滑轮组机械效率的因素是动滑轮重力,提升物体重力相同时,动滑轮越重,机械效率越低.

    (3)采用控制变量法的思想,控制动滑轮重力相同(选用同一滑轮组),提升不同重力的物体,记录弹簧测力计示数,计算出每种情况下的机械效率,分析比较得出相应的结论.

    故答案为:(1)55.6%;

    (2)动滑轮重力;

    (3)实验步骤:

    ①组成一个滑轮组,保持滑轮组的组合不变,改变钩码的重,分别测出各次的机械效率;

    ②比较它们机械效率的大小,得出结论.

    点评:

    本题考点: 滑轮(组)机械效率的测量实验;机械效率的计算.

    考点点评: (1)物体升高的高度为h,绳子自由端移动的距离为S,二者之间的关系是S=nh,n指与动滑轮相连的绳子段数;

    (2)滑轮组的机械效率计算简式为械效率η=W有W总=[Gh/Fnh]=[G/Fn];

    (3)使用滑轮组时,额外功主要消耗在克服动滑轮重力、绳子重力及摩擦上,增加钩码的重力,增大了有用功,则有用功占总功的比例增大,机械效率变大.