Question

以下是小明同學(xué)探究“滑輪組的機(jī)械效率跟所提升物重是否有關(guān)？”的部分過(guò)程，請(qǐng)幫助他完成下列填空。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^同一滑輪組在提升不同重物情況下的機(jī)械效率。

(1)實(shí)驗(yàn)原理：η＝           。

(2)實(shí)驗(yàn)器材：滑輪組一套、輕重不同的兩物塊、刻度尺、         、鐵架臺(tái)、細(xì)線。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

(3)用同一滑輪組先后提升不同重物，相關(guān)數(shù)據(jù)收集在下面的表格中，請(qǐng)將表格數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/m	繩端的拉力/N	繩端移動(dòng)的距離/m	機(jī)械效率／%
①	4	0.1	1.8	0.3	74.1
②	6	0.1	2.4	0.3

分析與論證

分析上表中的數(shù)據(jù)可以看出：

(4)同一滑輪組的機(jī)械效率    恒定的（填“是”或“不是”）。

(5)滑輪組的機(jī)械效率    l（填“大于”、等于”或“小于”）。

評(píng)估與拓展

(6)小明同學(xué)使用滑輪組提升重物時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)一會(huì)兒大，一會(huì)兒小，弄得小明同學(xué)一時(shí)不知該何時(shí)讀數(shù)，你認(rèn)為他在測(cè)量中應(yīng)該在           時(shí)讀數(shù)。

(7)提升相同重物時(shí)，增加動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，滑輪組的機(jī)械效率將    （選填“變大”、“變小”或“不變”）。

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）彈簧測(cè)力計(jì)（3）83.3    （4）不是    （5）小于（6）勻速向上拉動(dòng)     （7）變小

【解析】

試題分析：實(shí)驗(yàn)原理是機(jī)械效率計(jì)算公式；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量物體升高的高度、繩子移動(dòng)的距離和測(cè)量拉力以及物體的重力，故需要刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)；由圖示先分析，物重由幾股繩子承擔(dān)，然后確定物體升高的高度；再利用W=Gh計(jì)算有用功；再利用機(jī)械效率公式計(jì)算機(jī)械效率；由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第一次測(cè)量的機(jī)械效率為74.1%和第二次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率為83.3%，分析即可；判定機(jī)械效率與1的關(guān)系，關(guān)鍵看是否做額外功；根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行分析；增加動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，相當(dāng)于增加 了額外功，利用機(jī)械效率公式分析即可。

比較同一滑輪組在提升不同重物情況下的機(jī)械效率，原理是機(jī)械效率計(jì)算公式；需要測(cè)量物體升高的高度、繩子移動(dòng)的距離，故需要刻度尺；要測(cè)量拉力以及物體的重力，故需要彈簧測(cè)力計(jì)；由圖示可分析得出，物重由三股繩子承擔(dān)，所以測(cè)力計(jì)上升0.3m，則物體升高0.1m；再利用功的公式W=Gh計(jì)算有用功W=Gh=6N×0.1m=0.6J；再利用機(jī)械效率公式由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第一次機(jī)械效率為74.1%，第二次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率為83.3%，所以同一滑輪組的機(jī)械效率不是恒定的；由于不得不做額外功，所以機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于1；根據(jù)力的平衡可知，只有沿直線豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大小；增加動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)，相當(dāng)于增加 了額外功，所以滑輪組的機(jī)械效率將減小。

考點(diǎn)：此題考查的是滑輪組的機(jī)械效率。

點(diǎn)評(píng)：本題考查了如何測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。