解题思路:(1)①由图甲所示滑轮组求出滑轮组承重绳子的有效股数,根据s=nh分析答题.
②根据表中实验数据,应用效率公式求出滑轮组的机械效率.
③分析表中实验数据,根据实验控制的变量与实验数据,得出实验结论.
(2)①由实验装置可知,小红多使用一个滑轮的目的;
②计算滑轮组的机械效率时,若忽略绳重及摩擦,则额外功就是提升动滑轮所做的功.
(1)①由图甲所示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,由表中实验数据可知,第2次实验时,钩码上升高度为5cm,测力计移动距离s=nh=3×5cm=15cm,而表中实验数据是测力计移动距离为18cm,则数据18错误,正确的数据为15.
②由表中实验数据可知,滑轮组的机械效率:
η=
W有用
W总×100%=[Gh/Fs]×100%=[Gh/Fnh]×100%=[G/nF]×100%=[6N/3×2.5N]×100%=80%;
③由表中实验数据可知,使用同一滑轮组,提升钩码的重力相同而提升的高度不同,滑轮组效率相同,由此可知,滑轮组的机械效率与物体上升高度无关;
(2)①由实验装置可知,小红多使用一个定滑轮的作用是改变力的方向;
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,他们做的有用功相同,额外功也一样,因此总功相同,也就是机械效率不变.
故答案为:(1)①18;15;②80%;③物体被提升的高度;(2)①拉力的方向;②相同;有用功和额外功相同.
点评:
本题考点: 滑轮(组)机械效率的测量实验.
考点点评: 滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关,如果动滑轮重不变,物体越重,机械效率越高;如果物体重不变,动滑轮越重,机械效率越低.
要是考虑绳重和摩擦力的话,绳重和动滑轮重都属于机械本身重力,摩擦力越大也会使吊起同样重的物体时使用的拉力越大,使机械效率降低,总的说,滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关.要提高机械效率,应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时,最大限度的增加被吊物体重力.