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.

所属学校:学历教育 科目:初中物理 2024-10-01 09:44:56 初中物理

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

(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

10

1.1

2

10

2.2

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

10

0.7

2

10

1.2

3

10

1.7

【答案】

(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=1=2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.

【解析】

(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=1=2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=3×100%=4×100%=90.9%

η2=5×100%=6×100%=90.9%;

η3=7×100%=8×100%=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=9×100%=10×100%=71.4%

η2=11×100%=12×100%=83.3%

η3=13×100%=14×100%=88.2%

使用动滑轮时,根据机械效率公式η=15=16,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=17=18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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