在做测定滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示.某同学正确测得重物被提升的高度是0.2m,物重是1.2N,其它测量或计算的数据如下:(不计绳重和摩擦)
绳自由端所受拉力F | 绳子自由端移动距离S | 有用功W有 | 总功W总 |
0.5N | 0.4m | 0.24J | 0.2J |
数据计算得此滑轮组的机械效率η1=______.
(2)实验中应该______拉动弹簧秤.滑轮组的机械效率小于1的主要原因是要克服______做额外功.
(3)当用这个装置提起重2N的物体时,其机械效率为η2,则η2______η1(填“>”“=”或“<”).
(4)当动滑轮重为______N时,使用该滑轮组提起2N重的物体刚好不省力.
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(1)分析该同学的实验记录可知:有用功大于总功,而用功应小于总功,所以这一点是违背规律的;
由滑轮组可知:n=3,绳子自由端移动距离s=nh=3×0.2m=0.6m,总功为W总=Fs=0.5N×0.6m=0.3J,故上表数据中肯定错误的是0.4m和0.2J,应改为0.6m和0.3J;
此滑轮组的机械效率η1=
=W有 W总
=80%.0.24J 0.3J
(2)根据二力平衡知,只有竖直方向匀速拉动弹簧测力计时,拉力才等于弹簧测力计的示数;
在提升物体,不考虑绳重和摩擦时,要克服动滑轮的重力,所以机械效率总小于1.
(3)使用同一滑轮组时,做的额外功不变,增加物重,增大了有用功,则有用功占总功的比例增大,即机械效率变大,故η2>η1.
(4)若滑轮组不省力时,则有F=G物,
根据F=
(G物+G动)得:G物=1 n
(G物+G动),1 3
所以G动=2G物=2×2N=4N.
故答案为:(1)0.4m;0.2J;0.6m;0.3J;80%;(2)竖直方向匀速;动滑轮的重力;(3)>;(4)4.