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某同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时,采用“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组,实验记录如下表:钩码重/N钩码升高/m弹簧测力计示数/N绳子自由端移动距离/m机械
题目详情
某同学在做“测定滑轮组机械效率”实验时,采用“一个定滑轮、一个动滑轮”组成的滑轮组,实验记录如下表:
(1)完成表格两个数据的计算.
(2)如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”(滑轮规格同前) 组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验,则弹簧测力计的读数将______,机械效率将______(填变化情况).
(3)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G’,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦.则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是______.
A.η=
; B.η=
; C.η=
; D.η=1-
.
钩码重/N | 钩码升高/m | 弹簧测力计示数/N | 绳子自由端移动距离/m | 机械效率 |
2 | 0.05 | 1.0 |
(2)如果第二次实验时用“两个定滑轮、两个动滑轮”(滑轮规格同前) 组成的滑轮组来提升同样的钩码做实验,则弹簧测力计的读数将______,机械效率将______(填变化情况).
(3)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F,钩码重记为G,动滑轮重记为G’,绳自由端移动距离记为s,钩码提升高度记为h,不计绳子重及摩擦.则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是______.
A.η=
Gh |
Fs |
G |
F |
G |
G+G′ |
G′h |
Fs |
▼优质解答
答案和解析
(1)当不考虑绳重和摩擦时,F=
(G物+G动)>
G物,即n>
=
=2,所以绳子的有效股数n=3;
绳子自由端移动距离S=nh=3×0.05m=0.15m,
滑轮组的机械效率η=
=
=
=
=
≈66.7%,如下表所示:
(2)改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,与动滑轮相连的绳子段数n多了,根据省力公式F=
(G物+G动)比以前更省力了,弹簧测力计的示数变小了;提升物体重力不变,动滑轮重力增大了,克服动滑轮重力做的额外功增多了,所以机械效率变低.
(3)①有用功为W有=Gh,总功为W总=Fs,所以η=
=
,故A正确;
②用功为W有=Gh,总功为W总=(G+G′)h,所以η=
=
=
,故C正确,B不正确;
③额外功W额=G′h,总功为W总=Fs,有用功W有=W总-W额=Fs-G′h,所以η=
=
=1-
,故D选项正确.
故选B.
故答案为:(1)0.15,66.7%;(2)变小,变低;(3)B.
1 |
n |
1 |
n |
G物 |
F |
2N |
1.0N |
绳子自由端移动距离S=nh=3×0.05m=0.15m,
滑轮组的机械效率η=
W有 |
W总 |
Gh |
Fs |
Gh |
Fnh |
G |
Fn |
2N |
1.0N×3 |
钩码重/N | 钩码升高/m | 弹簧测力计示数/N | 绳子自由端移动距离/m | 机械效率 |
2 | 0.05 | 1.0 | 0.15 | 66.7% |
1 |
n |
(3)①有用功为W有=Gh,总功为W总=Fs,所以η=
W有 |
W总 |
Gh |
Fs |
②用功为W有=Gh,总功为W总=(G+G′)h,所以η=
W有 |
W总 |
Gh |
(G+G′)h |
G |
G+G′ |
③额外功W额=G′h,总功为W总=Fs,有用功W有=W总-W额=Fs-G′h,所以η=
W有 |
W总 |
Fs−G′h |
Fs |
G′h |
Fs |
故选B.
故答案为:(1)0.15,66.7%;(2)变小,变低;(3)B.
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