试验16测定滑轮组机械效率的试验解析版

PAGE\*MERGEFORMAT#实验十六、测定滑轮组的机械效率实验【实验目的】：会测量滑轮组的机械效率。【实验原理】：X100%-GhX1OOFs【待测数据】物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。【实验步骤】用所给器材组装如图1所示滑轮组。将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。并记录物体上用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数,升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。有用=Gh和W总=根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离h和绳子自由端移动的距离s,然后根据WFs计算出有用功和总功，按n计算该滑轮组的机械效率。改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。次数钩码重/N钩码上升高度/cm滑轮组有用功/J弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm滑轮组总功/J机械效率%单滑14101.630轮组26102.630双滑14101.150轮组26101.450【实验结论】：滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关；同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高；不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【考点方向】：1、步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的:保证测力计示数大小不变。2、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B提升重物越重，做的有用功相对就多。C摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。3、同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。5、实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？答：遍性规律。6、通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力—可以提高滑轮组的机械效率。【经典例 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 】【母题】：下面是小明和小红的测量滑轮组的机械效率”实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ,实验名称：测量滑轮组的机械效率图1图2实验步骤：（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和。（2）如图1所示，测量物体G所受的重力为。（3）如图2所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值，用测出的物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是（选填甲”或乙”）（4）仅改变重物G上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：实验次物体重量物体上升咼拉力F/N弹簧测力计移机机械效率数G/N度h/cm动的距离s/cm15.001.8015.0085.2%28.001.7724.0086.6%310.001.7530.0087.6%实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。实验讨论与交流小明和小红的实验结论：（选填科学”或不科学”）；请说明你的理由。小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变，重复实验（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。（5）小明在实验探究过程中，改变不同的物理量，得出多组数据的目的是4)①不科学；根据X100%，滑轮组的机械效【答案】分度值；(2)4.6N;(3)匀速；刻度尺；乙;率与所提升物体的高度无关；②提升物体的重力。(5)避免实验偶然性，使结论更具普遍性。【解析】测力计使用前，要观察弹簧测力计的量程、零刻度线和分度值;根据测力计分度值读数；(3)使用弹簧测力计时应保证系统处于平衡状态，故应该匀速拉动。测量长度的工具是刻度尺；根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系s=nh,根据绳(4)①滑轮组的机械效率Gh=-.=门Fg3Fn，据此分析;②为得出普遍性的结论要多测量。测量多组数据，重复实验可以避免实验偶然性，得出普遍规律。练习1:(2019?自贡)小明和小强在测滑轮组机械效率”的实验中，一同学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。实验时，小明竖直向上拉动弹簧测力计，使钩升高，弹簧测力计读数为0.5N;同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm，以上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表：钩码重G/N弹簧测力计提升的高度x/m有用功W有/J总功W总/J机械效率n10.20.10.1100%小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：。（3）该滑轮组的机械效率实际为。（4）在实验中，若将钩码的重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将（选填变大”变小”或不变”）。【答案】（1）匀速；（2）绳子自由端移动的距离应该是0.3m，不等于0.2m；（3）66.7%；（4）变大。【解析】（1）小明在进行实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时绳子的拉力等于测力计示数。（2）由图示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3;已知钩码上升高度h=0.1m，则测力计移动距离：s=nh=3X0.lm=0.3m，由表中实验数据可知，测力计移动距离为0.2m，测力计移动距离错误，从而导致滑轮组效率错误。X100%=（3）滑轮组的机械效率X100%X100%〜66.7%（4）提升的钩码重增加到6N，有用功增加，有用功在总功中的比重增大，则该滑轮组的机械效率将变大。练习2:（2019?黄石）探究小组为探究影响滑轮组的机械效率的因素，实验装置如图所示，数据如表所示。次数钩码重力提升高度有用功拉力（N）总功（J）机械效率（N）（cm）（J）11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.0301.742.5401.02.01.6063%rzn请把表格中三个未完成的空补充完整。甲同学根据表格数据可以得出钩码重力逐渐增大，滑轮组机械效率(选填增大”减小”或不变”)。请你解释出现这种现象的原因。乙同学进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，根据表格中的数据得出：总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和，即：W总〉W有+W轮，他猜测还有因素影响机械效率。(答一种因素即可)丙同学计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，通过比较第1、2和组的数据，发现重物的重力越大，差值△W(选越大”越小”或不变”)，请你利用所学知识对此作出解释。【答案】如上表所示；增大；动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大；绳重、各种摩擦；4;越大，所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。【解析】由表中数据，第3次实验的有用功：W有=Gh=2NX0.3m=0.6J；绳子有效段数为2,根据s=nh,绳子自由端移动的距离s=2h=2X).3m=0.6m,总功：W总=Fs=1.7NX0.6m=1.02J；W有061机械效率：n=—=1t〜59%円总L02J次数钩码重力提升高度有用功拉力(N)总功(J)机械效率(N)(cm)(J)11.0400.41.10.8845%21.5400.61.41.1254%32.0300.61.71.0259%42.5401.02.01.6063%纵向比较表中数据，钩码重力逐渐增大，滑轮组的机械效率增大；原因：动滑轮重力不变，随着钩码重力增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率变大。实验中，额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重、各种摩擦做的功之和，即绳重、各种摩擦也会影响机械效率；在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，即克服绳重和绳1、2和4组的数据;子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第△Wi=W总1—W有i-W轮=0.88J-0.4J-G轮h=0.48J—G轮h;△W2=W总2—W有2—W轮=1.12J—0.6J—G轮h=0.52J—G轮h;△W3=W总3—W有3—W轮=1.60J—1.0J—G轮h=0.6J—G轮h;故重物的重力越大，差值△W越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。”的实验装置。测得的实验数据如表。练习3：(2019?绥化)如图是智慧小组测滑轮组的机械效率实验次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率n110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3(1)实验过程中，应竖直向上拉动弹簧测力计。第三次实验中滑轮组的机械效率是。(3)分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重，滑轮组的机械效率越高。(4)若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为W创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是。(填字母)A•测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方B•弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组【答案】匀速缓慢；(2)74.1%；(3)越大；(4)0.54；(5)C。【解析】实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数;(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是：n=~=严=匕|〜74.1%纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高；若在第三次实验中，F=1.8N，物体上升的速度为0.1m/s,则绳子自由端的速度：v=3X).1m/s=0.3m/s,WlFs则拉力F的功率为：P=^=寸=Fv=1.8NX0.3m/s=0.54W；A•测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，拉力测量大了，机械效率变小，不符合题意；B•弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，拉力变大，机械效率变小，不符合题意；C.使用的动滑轮的重力小于智慧小组，克服动滑轮做的功减小，额外功减小，机械效率变大，符合题意;故选Co练习4：(2019?遂宁)在测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验效据如下表：甲乙丙实验次数钩码重G/N钩码上升高度H/cm拉力F/N绳端移动距离S/cm机械效率10.5103021.5100.83062.5%30.5100.54025.0%41.5100.74053.6%根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是(选填甲”或乙”)滑轮组。(2)在第一次实验中，当拉动滑轮组时，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为N；该次实验滑轮组的机械效率是(计算结果精确到0.1%)。机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析实验数据可知，下列提高机械效率的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 不可行的是(选填符号)A•增加所提物重B.减轻机械自重C.机械加润滑油D•增加重物上升高度【答案】(1)甲；(2)竖直向上匀速；0.4;41.7%;(3)D;【解析】由表中第一次实验数据可知，钩码上升的高度h=10cm，绳端移动的距离s=30cm,TOC\o"1-5"\h\z用：川由s=nh可得，绳子的有效股数n==].=3,由图可知，甲滑轮组绳子的有效股数为3,乙滑轮组绳子的有效股数为4,所以，第一次实验所选择的是甲滑轮组；实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；由图丙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N,拉力F=0.4N,1口Ch屮该次实验滑轮组的机械效率n==X100%=..一x100%«41.7%A•由1、2或3、4两组数据可知，用相同的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大，故A可行；B•由1、3或2、4两组数据可知，用不同的状态提升相同的物体上升相同的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B可行；C.机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，根据n=X100%=X100%可知，滑轮组的机械效率越大，故C可行;D•由X100%可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D不可行。练习5:（2018?泰安）图甲是某学习小组测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A'位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B'位置,在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。3L1J匸二m3=h二二二二-二二一朋J-S-A1_-二二-二二请你根据他们做的实验完成下列问题:（1）物体提升的高度是cm，拉力是N，该滑轮组的机械效率n；（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率（选填变大”变小"或不变”。【答案】（1）5.0；2；75%；（2）变小。【解析】s=15.0cm;由图可知，有3段绳子拉着动滑（1）测力计B位置匀速提升到B'位置，测力计上升的高度为:轮，则物体上的高度为：h=〒s=—xi5.0cm=5.0cm；rJ"J由图可知，测力计的示数为2N；该动滑轮的机械效率:n（3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。练习6:（2018?德州）测量滑轮组的机械效率:步骤如图所示为测量某滑轮组机械效率的装置图实验装置。实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。分析表中数据可知：实验2是用图做的实验。甲孔何表格实验序钩码重量钩码上升高度绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率号G/Nh/m140.11.80.374%280.13.10.386%380.12.50.4n=O（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越结论通过比较实验序号3中的机械效率大，滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率问题讨论实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法（选填正确”或不正确”），因为他没有考虑到对滑轮组机械效率的影响。【答案】②乙；③80%;1、2;越低；不正确；摩擦力。【解析】（1［②根据绳子自由端移动的距离s与提升物体的高度h的关系，s=nh,故实验1中绳子的有效段数:S1Ci.3mn=hL=0.lin=3；实验2中绳子的有效段数:可CL3mn=rr=w=3；由表格数据知：第1次实验物体的重力为4N，第2次物体的重力为8N，故第1次是用甲图做的实验，第2次是用乙图做的：③第3次实验的机械效率:怙用=Gh8NX0.1m悍总=2.5NX0.4mX1OO%=8O%(2)根据控制变量法，要探究滑轮组的机械效率与物重的关系，需要控制绳子的段数相同，改变物体的重力，表格中1、2两次实验符合 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，可以得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。比较实验2和3可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低；在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。练习7:(2018?齐齐哈尔)某小组在测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法(选填正确”或不正确”)，因为她没有考虑到对滑轮组机械效率的影响.用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整.通过比较两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)通过比较两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高•(填实验次数的序号)(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：。实验次数钩码重量钩码上升高绳端拉力绳端移动距机械效率nG/N度h/mF/N离s/m140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5【答案】(1)匀速；(2)不正确；摩擦；(3)0.4；80%；(4)1、2；(5)2、3：；(6)不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高(或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。【解析】实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；丁图中，绳子的有效段数为n=4,绳端移动距离s=nh=4X0.1m=0.4m,滑轮组的机械效率：Gh8NXQ.inin帀总=Fs"2.5MX0.4rn=80%；绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh,所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3;再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；通过比较1、2两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高.通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高.(不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低)练习8:(2018?西宁)小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：乙滑轮组更省力，机械效率高”两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。物理蚩滑轮组装昱甲「；1r1钩碑重G. 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率(选填大于”等于”或小于”装置的机械效率。【答案】0.8；83.3%；小马；动滑轮的个数；尽可能的减小动滑轮的个数；等于。【解析】(1)甲装置的有用功：W有用=Gh=4NX0.1m=0.4J；总功：W总=Fs=1.6N%.3m=0.48J；额外功：W额=如总—W有用=0.48J-0.4J=0.08J；根据W额=G动h知,动动滑轮的重力：G装置甲的机械效率：n—=生X100%=x100%«83.3%怙0-48J(2)由表格数据可知，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确；这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的个数，尽可能的减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率；(3)由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由n=.*jxioo%可知两者的机械效率相同。