用图示装置探究“定滑轮和动滑轮的机械效率与所提升的物重有什么关系”,分别得到三组实验数据如下表所示.

(1)实验时,弹簧测力应沿竖直方向______拉动.
(2)定滑轮提升物体时,所提升物体重力增加,机械效率______;
(3)动滑轮提升物体时,所提升物体重力增加,机械效率______;分析主要原因(不计摩擦):______.
定滑轮:
实验序号 | 钩码重力G/N | 钩码移动距离s/cm | 弹簧测力计示数F/N |
① | 1 | 10 | 1.1 |
② | 2 | 10 | 2.2 |
③ | 3 | 10 | 3.3 |
动滑轮:
实验序号 | 钩码重力G/N | 钩码移动距离s/cm | 弹簧测力计示数F/N |
① | 1 | 10 | 0.7 |
② | 2 | 10 | 1.2 |
③ | 3 | 10 | 1.7 |
(1)匀速;(2)基本不变(不变);(3)随着物重增加而增加;
原因:由机械效率公式η=
=
可知,提升动滑轮所做的功基本不变,提升物体越重,有用功在总功中所占比例增大,机械效率越高.
(1)为了准确测量拉力,实验中应沿竖直方向匀速拉动测力计;
(2)利用定滑轮提升物体时,忽略摩擦力,拉力大小等于物体重力,物重增大、拉力增大;
(3)根据机械效率的概念:η=
=
进行分析.
解:(1)实验时,为了准确测量拉力大小,弹簧测力应沿竖直方向匀速运动;
(2)由数据知,η1=
×100%=
×100%=90.9%
η2=
×100%=
×100%=90.9%;
η3=
×100%=
×100%=90.9%;
定滑轮提升物体时,拉力几乎等于物重,物重增加多少,拉力几乎增加多少,绳端移动距离与物体上升高度相同,所以所提升物体重力增加,机械效率基本不变;
(3)对于动滑轮:s=2h
η1=
×100%=
×100%=71.4%
η2=
×100%=
×100%=83.3%
η3=
×100%=
×100%=88.2%
使用动滑轮时,根据机械效率公式η=
=
,物体重力增大时,所做的有用功增大,额外功几乎不变,所以有用功在总功中所占比例增大,机械效率升高.
故答案为:(1)匀速;(2)基本不变(不变);(3)随着物重增加而增加;
原因:由机械效率公式η=
=
可知,提升动滑轮所做的功基本不变,提升物体越重,有用功在总功中所占比例增大,机械效率越高.
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