提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用,“测量机械效率”实验装置如图(每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重)。
(1)实验中应 拉动弹簧测力计。
(2)实验过程中收集到a、b、c三组实验数据如下。
装置 | 钩码重/N | 钩码上升的高度/m | 弹簧测力计示数/N | 绳子自由端移动的距离/m |
a | 2 | 0.1 | 1.5 | 0.2 |
b | 2 | 0.1 | 1.0 | 0.3 |
c | 5 | 0.1 | 2.0 | 0.3 |
计算出a组实验的:有用功 J,机械效率 。
(3)比较a、b两组的机械效率,它们的关系是:η1 η2.若提升相同物重到相同高度,与a装置相比,b装置的优势是 。
比较b、c滑轮组,它们机械效率的关系是:η1 η2,影响它们机械效率高低的因素是 。
(1)竖直向上匀速;(2)0.2;66.7%;(3)=;省力;<;提升物体的重力不同。
【分析】(1)实验时应匀速拉动弹簧测力计;
(2)由表中实验数据可以求出有用功与机械效率;
(3)求出有用功和总功,并求出机械效率,然后进行对比。
【解答】解:
(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计示数稳定,便于读数;
(2)由第三组数据知,有用功为:W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J;
总功为:W总=Fs=1.5N×0.2m=0.3J;
则机械效率为:η=×100%=×100%≈66.7%;
(3)b的有用功为:W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J;总功为:W总=Fs=1.0N×0.3m=0.3J;
ab的有用功和总功相同,机械效率相同;
根据数据可知,a的拉力大于b的拉力,所以b的优势是省力;
c的有用功为:W'有用=G'h'=5N×0.1m=0.5J;总功为:W'总=F's'=2.0N×0.3m=0.6J;
则机械效率为:η'=×100%=×100%≈83.3%;
b、c滑轮组,它们机械效率的关系是:η1<η2,其原因是提升物体的重力不同。
【点评】此题是测量滑轮组的机械效率实验,主要考查了有关滑轮组机械效率的计算,以及影响滑轮组机械效率的因素。