在 “ 测量滑轮组的机械效率 ” 的实验中,实验小组用如图所示的装置进行了实验,实验数据记录如表所示,第三次实验时的拉力如图所示。
实验 次数 | 钩码所受的 重力 G /N | 钩码上升的 高度 h /cm | 拉力 F /N | 绳自由端移动 的距离 s /cm | 机械效率 η |
1 | 2 | 10 | 0.8 | 30 | 83.3% |
2 | 4 | 10 | 1.5 | 30 | ② |
3 | 6 | 10 | ① | 30 | * |
( 1 )实验中应竖直向上 ___________ 拉动弹簧测力计使钩码上升;
( 2 )表格中编号 ① 的数据应为 ___________ ;编号 ② 的数据应为 ___________ ;
( 3 )比较实验数据可得出的实验结论是:使用同样的滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越 ___________ ;
( 4 )如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为 ___________N ;
( 5 )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
匀速 2.2 88.9% 高 0.4 B
【详解】( 1 ) [1] 实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,此时系统处于平衡状态,测力计示数大小才等于拉力大小。
( 2 ) [2] 由图知, 1N 之间有 10 个小格,每个小格代表 0.1N ,弹簧测力计的分度值为 0.1N ,测力计的示数为 2.2N ,故拉力为 2.2N 。
[3] 第 2 次实验的机械效率为
( 3 ) [4] 实验选用的同一滑轮组,动滑轮的重力不变,由表中实验数据分析可知,同一滑轮组提升的物体越重,即做的有用功越大,因为做的额外功不变,故滑轮组的机械效率越高。
( 4 ) [5] 根据表中数据,在第一次实验做的总功
做的有用功为
做的额外功为
因忽略绳重和摩擦,故所做额外功是克服动滑轮重力所做的功,则动滑轮的重力为
( 5 ) [6]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,故 A 不符合题意;
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,故 B 符合题意;
C .滑轮组的机械效率为
可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,再根据 可知,机械效率与物体提升的速度无关,故 C 不符合题意。
故选 B 。