问题 问答题

在“探究滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组采用了A、B两种绕线方式不同的滑轮组(如图1所示)进行实验,发现了一些实际问题.

实验次数滑轮组物块重G/N物块上升的高度h/m有用功W/J拉力F/N弹簧测力计移动的距离s/m总功W/J机械效率 η
1A0.500.20.100.200.40.08125%
2A1.900.20.380.950.40.38100%
3B0.500.20.100.250.6
4B1.900.20.380.750.60.4584.4%
(1)补充表格中所缺内容;

(2)实验中机械效率η______(选填“>”、“=”或“<”)1,而表格中1、2两次实验的机械效率分别为125%和100%,这是什么原因?通过观察图2和图3,手持弹簧测力计在竖直方向时,发现指针的位置不同,图1中指针在零刻线下方.

(3)经过分析,找到了机械效率为100%和125%的原因是:用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要______,用测量值计算出的总功比绳实际拉力做得功要______,因此测得的机械效率比实际效率要高.

(4)实验总结:在测量滑轮组机械效率的实验中,考虑弹簧测力计对读数的影响,测拉力时,弹簧测力计一般要竖直向______移动;若弹簧测力计倒置时测拉力,要先将指针调至零刻线处.

答案

(1)W总3=F3s3=0.25N×0.6m=0.15J;η3=

W有用3
W总3
×100%=
0.10J
0.15J
≈66.7%

(2)实际中,由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.

而在第1、2次实验中,由表格中数据由两段绳子承担物重,所以拉力向下,由于测力计外壳本身有重力,所以此时所测拉力偏小,计算出的总功也会偏小,从而造成机械效率偏大甚至大于100%.

(3)因为弹簧测力计本身具有重力,所以当拉力方向竖直向下时,弹簧测力计的重力与测力计示数之和为绳端的实际拉力.所以所测的拉力比实际的拉力要小.因此计算的总功偏小,根据公式η=

W有用
W
×100%,有用功不变,总功偏小,所以测量的机械效率偏高.

(4)由于测力计本身重力的影响,所以向下拉力测力计误差会很大,所以测力计一般要竖直向上拉动.

故答案为:(1)0.15;66.7%.(2)<;(3)小;小;(4)上.

单项选择题
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