【題目】小靜測量滑輪組的機械效率,使用下圖所示的裝置,圖中鉤碼重2N,豎直向上拉彈簧測力計使鉤碼勻速從圖甲上升到圖乙的位置,上升過程中彈簧測力計的指針一直指在圖丙所示的刻度。

(1)請將實驗表格填寫完整:

鉤碼重G(N)

彈簧測力計的示數(shù)F(N)

鉤碼上升高度h(m)

彈簧測力計移動距離s(m)

有用功

W(J)

總功

W(J)

機械效率η

2

(2)小靜繼續(xù)利用左圖研究提高滑輪組的機械效率的方法,實驗數(shù)據(jù)如下表,

鉤碼重G(N)

彈簧測力計的示數(shù)F(N)

鉤碼上升高度h(m)

彈簧測力計移動距離s(m)

有用功

W(J)

總功

W(J)

機械效率η

4

1.5

0.1

0.3

0.4

0.54

88.9%

6

2.2

0.1

0.3[

0.6

0.66

90.9%

由實驗數(shù)據(jù)可得出結論:使用同樣的滑輪組,提起的鉤碼越重,滑輪組的機械效率越

(3)若小靜改用二個動滑輪二個定滑輪來提升原來的重物,如右圖,則彈簧秤的示數(shù)將 (填變大、變小、不變);但由于動滑輪自重增大,對動滑輪所做的額外功 (選填“增大”或“減小”),此時滑輪組機械效率將 (填變大、變小、不變)。

【答案】(1)0.80.1;0.30.2 ;0.24;83.3%;(2)大

(3)變小;增大;減小增加物重,(4)動滑輪重、繩與滑輪的摩擦等

【解析】

試題分析:(1)①由丙圖可知,彈簧測力計的分度值為0.1N,拉力F=0.8N;

②由甲乙兩圖可知,物體上升的高度h=0.1m

③滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3,繩子自由端移動的距離s=nh=3×0.1m=0.3m;

④有用功W =Gh=2N×0.1m=0.2J;

⑤總功W =Fs=0.8N×0.3m=0.24J;

⑥滑輪組的機械效率η=W/W=0.2J/0.24J≈83.3%,如下表所示:

鉤碼重G(N)

彈簧測力計的示數(shù)F(N)

鉤碼上升高度h(m)

彈簧測力計移動距離s(m)

有用功

W(J)

總功W(J)

機械效率η

2

0.8

0.1

0.3

0.2

0.24

83.3%

(2)從表格中數(shù)據(jù)可以看出,提升物體的重力逐漸變大,其機械效率逐漸增大,故可以得出:使用同一滑輪組提升重物時,被提升物體所受重力越大,滑輪組的機械效率越高;

(3)改用二個動滑輪二個定滑輪來提升原來的重物,與動滑輪相連的繩子段數(shù)n多了,根據(jù)滑輪組的省力公式F=G/n 可知,比以前更省力了,彈簧測力計的示數(shù)變小了;提升物體重力不變,動滑輪重力增大了,克服動滑輪重力做的額外功增大了,所以機械效率變小了

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C. 實驗中金屬桿和金屬球接觸的一瞬間,B驗電器中的金屬箔帶上了負電荷

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