⑴ 请利用图所示的实验装置,设计一个实验,测动滑轮的机械效率,请写出主要实验步骤、画出实验数据记录表。
(1)将弹簧测力计调零,然后用弹簧测力计测出钩码所受到的重力G,并记录到实验数据记录表中。(或用调好的弹簧测力计测出钩码所受到的重力G,并记录在表格中。) (2)按示意图组装实验器材。 (3)用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,使弹簧测力计从图中的位置A'匀速竖直上升到位置B',钩码从位置A匀速上升到位置B。用弹簧测力计测出绳子自由端受到的拉力F,用刻度尺测出AB间的距离h,A'B'间的距离s,将F、s和h的数值记录到实验数据记录表中。 (4)根据 |
⑵ 根据η=w有/w总x100%,为了测算滑轮组的机械效率,需要测量哪些物理量需要什么测量工具
解滑轮组的机械效率公式为:η=w有/w总x100%
因为:W有=Gh,W总=FS
又:S=nh
其中( n:滑轮组中绳子的段数; h:重物上升的高度; S:拉力所移动的距离。)
所以化简得:
η=w有/w总x100%=Gh/(FS)=Gh/(Fn)x100% (1)
故(1)为滑轮组计算其效率的公式
所以从(1)中可以得出乎数裤:
要测量的物理量有:G ,F,h 三个物理毕配量。而n是不需要测量的,岁简只要用目测数下就可得出的。
故:要用到的功具是:弹簧测力计、刻度尺
⑶ 在“测滑轮组机械效率”的实验中(1)需要的器材有______,其中______测量______,______两个物理量,其
(1)在“测滑轮组机械效率”的实验中,需要的器材有:钩码、铁架台、细线还需要弹簧测力计测出物重和绳端的拉力,用刻度尺测出物体上升的高度和绳端移动的距离;
(2)实验的原理是:η=
,
需要测量的物理量有:物重,绳端的拉力,物体上升的高度,绳端移动的距离四个;
(3)为了能快速准确地测出拉力的大小,必须匀速拉动弹簧测力计,才能使拉力大小不变;
(4)由乙图可知绳子的有效股数为3;
由乙图可知,绳子的有效股数为5,则绳端移动的距离为s=nh=5cm×5=25cm;
(5)甲滑轮组:
W
有=Gh=5N×0.05m=0.25J,
η=
=
=
=
=
≈83.3%;
乙滑轮组:
W
有=Gh=5N×0.05m=0.25J,
η=
=
=
=
=
≈58.8%;
(6)需要的公式有:η=
,W=Fs,W=Gh,s=nh;
(7)物重相同时,不同的滑轮组,由于所做的额外功不同,所以机械效率也不同.
(8)用实验中甲滑轮组提起8N的钩码时,有用功增大,额外功不变,有用功占总功的百分比增大,故机械效率变大.
故答案为:
(1)钩码、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺;弹簧测力计;物体的重力;绳端的拉力;刻度尺;物体上升的高度;绳端移动的距离;
(2)η=
;物体的重力;绳端的拉力;物体上升的高度;绳端移动的距离;
(3)匀速;
(4)25;
(6)η=
,W=Fs,W=Gh,s=nh;
(7)物重相同时,不同的滑轮组,机械效率也不同;
(8)大.
⑷ 在测滑轮组的机械效率的实验中:(1)需要的测量工具有______和______.(2)需要测量的物理量为______、
由公式η=
=
分析可知,
(1)(2)要测量物重G和拉力F大小,需要弹簧测力计;测量物体升高的高度和拉力端移动的距离需要刻度尺;
(3)若物体升高的高度h、拉力移动的距离s、拉力的大小F、物体的重力G;
则有用功W
有用=Gh,总功W
总功=FS,滑轮组的机械效率η=
=
;
(4)由图知,n=4,则s=4h=4×10cm=40cm=0.4m,
W
有用=50N×0.1m=5J,
W
总功=FS=24N×0.4m=9.6J,
滑轮组的机械效率:
η=
=
≈52%.
答:(1)弹簧测力计,刻度尺;
(2)物体升高的高度h,拉力移动的距离s,拉力的大小F,物体的重力G;
(3)
;
(4)40;52%