测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数 | 钩码重力G/N | 钩码上升高度h/cm | 拉力F/N | 绳端移动距离s/cm | 机械效率η |
1 | 1.0 | 5 | 15 | 55.6% | |
2 | 1.5 | 5 | 0.8 | 15 | |
3 | 2.0 | 5 | 1.0 | 15 | 66.7% |
4 | 2.0 | 10 | 1.0 | 30 | 66.7% |
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做 运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为 N。
(2)第2次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越 (选填“大”或“小”),滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关“或“无关”)。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是 。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
解:
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。测力计分度值为0.1N,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为0.6N;
(2)第2次实验时所做的有用功为:
W有用2=G2h2=1.5N×0.05m=0.075J;
第2次做的总功:W总2=F2s2=0.8N×0.15m=0.12J;
滑轮组的机械效率是:
η==×100%=62.5%;
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越,滑轮组的机械效率越高;
分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关;
(4)A.增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大;
C.由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据v=,机械效率与物体提升的速度无关,
故选B。
故答案为:(1)匀速;0.6;(2)0.075;62.5%;(3)大;无关;(4)B。
【分析】(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于拉力大小;根据拉力计分度值得出弹簧测力计示数;
(2)根据W有用2=G2h2得出第2次实验时所做的有用功,
根据W总2=F2s2得出第2次做的总功,根据η=×100%求出滑轮组的机械效率;
(3)分析1、2、3次实验的数据得出结论;
分析3、4次实验的数据可知得出滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系;
(4)A.增大绳重,增大了额外功,据此分析;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,据此分析;
C.由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据v=分析。
【点评】本题测量滑轮组的机械效率,考查注意事项、测力计读数、功和机械效率的计算、数据分析及影响机械效率大小的因素。