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如图是同学们用来测滑轮组机械效率的实验装置. (1)如果钩码总重5.0N,每个滑...

如图是同学们用来测滑轮组机械效率的实验装置.
(1)如果钩码总重5.0N,每个滑轮重0.7N,不计绳重与摩擦,则钩码静止时,拉力是______N.
(2)为了准确测出滑轮组的机械效率,应竖直向上______拉动弹簧测力计使钩码上升.
(3)下表是某同学测图所示滑轮组机械效率的实验记录,请你帮他完成未填写的实验数据.
项目钩码重G/N拉力F/N钩码上升的高度h/cm弹簧测力计移动的距离S/cm有用功W/J总功W/J机械效率η
实验数据5.02.510    
(4)实验结束后,在全班交流实验结果时,老师提出:如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变,哪些因素会影响滑轮组的机械效率呢?
经过大家积极思考,提出了各种猜想,概括起来有如下几种:
猜想1:可能与匀速提升的速度大小有关;
猜想2:可能与被提升的钩码重有关;
猜想3:可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关;
猜想4:可能与钩码被提升的高度有关.
小明和小强分别根据各自的猜想进行了探究,实验记录如下表.
   小明的实验记录
物理量
控制因素
钩码重G/N绳端拉力F/N机械效率η
较小提升速度104.279.4%
较大提升速度104.279.4%
探究结果 
  小强的实验记录
物理量
控制因素
钩码重G/N绳端拉力F/N机械效率η
大致相同的提升速度104.279.4%
156.0 
探究结果 
①请帮助小强完成表中的一项计算,其数据是______
②根据他俩的实验记录,可得出小明的探究结果是______;小强的探究结果是______
③归纳他俩的实验探究,你所得到的结论是______

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(1)不计绳重和摩擦时,根据滑轮组的省力公式F=计算拉力的大小; (2)根据二力平衡的知识,物体做匀速直线运动时,受到的力是平衡力; (3)弹簧测力计移动的距离S和钩码上升的高度h的关系是S=nh,有用功等于钩码重和上升高度的乘积,总功等于弹簧测力计拉力和移动距离的乘积,机械效率等于有用功和总功的比值; (4)①小强的实验记录中缺少机械效率,可以根据η===计算; ②根据小明和小强实验记录中,相同因素和不同因素,比较机械效率的大小得出实验结论; ③将小明和小强的结论加以整合,就可以的出实验的总结论. 【解析】 (1)与动滑轮相连的绳子有3段,根据省力公式, 所以弹簧测力计的拉力F===1.9N; 答:拉力是1.9N. (2)实验中研究的是绳子拉力,只有钩码匀速上升时,受到平衡力的作用,弹簧测力计的示数才等于绳子的拉力; 答:匀速. (3)①钩码上升的高度h=10cm,根据弹簧测力计移动的距离S和钩码上升的高度h的关系, ∴弹簧测力计移动的距离S=nh=3×10cm=30cm; ②有用功等于钩码重和上升高度的乘积, ∴有用功:W有用=Gh=5.0N×0.1m=0.5J; ③总功等于弹簧测力计拉力和移动距离的乘积, ∴总功:W总=FS=2.5N×0.3m=0.75J; ④机械效率等于有用功和总功的比值, ∴η==×100%=66.7%. 答:30、0.5、0.75、66.7%. (4)①小强实验的机械效率η==×100%=83.3%; ②小明的探究中,钩码重力相同,提升的速度不同,机械效率相同,所以滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关; 小强的探究中,提升的速度相同,钩码的重力不同,机械效率不同,所预滑轮组的机械效率与被提升的钩码重有关. ③整合两人的结论,可以得出的结论是:同一滑轮组的机械效率的高低与被提升的钩码重有关,被提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高. 答:①83.3%; ②小明的探究结果是:滑轮组的机械效率与匀速提升的速度大小无关; 小强的探究结果是:滑轮组的机械效率与被提升的钩码重有关; ③同一滑轮组的机械效率的高低与被提升的钩码重有关,被提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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