如图所示,是李明同学测定滑轮组机械效率的装置.(1)李明同学实验

题目

如图所示,是李明同学测定滑轮组机械效率的装置.
(1)李明同学实验中测量的有关数据如下表,请你根据表中数据画出实验中滑轮组的绕线,并填好下表中的空格.
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 拉力F/N 细线自由端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2.0 0.03 1.6 0.06
2 3.0 0.05 0.1 75
(2)李明猜想机械效率和绕线方式、滑轮重力以及所挂钩码的重力有关,请你设计一个方案,探究“滑轮组机械效率大小与所挂物体的重力大小的关系”.
①选出你需要的器材:______
②实验步骤:将滑轮组组装好,
③根据可能出现的实验现象,写出相应的探究结论______.零零<a href=http://www.00-edu.com/edu-info-438-0.html target=_blank class=infotextkey>教育</a>信息网

所属题型:问答题 试题难度系数:中档

答案

(1)由表格中数据知,s=2h,所以滑轮组由2段绳子承担物重,应从定滑轮绕起,如图所示:

零零<a href=http://www.00-edu.com/edu-info-438-0.html target=_blank class=infotextkey>教育</a>信息网

η1=
G1h1
F1s1
×100%=
2N×0.03m
1.6N×0.06m
×100%=62.5%;
η2=
G2h2
F2s2
×100%
代入数据得:
75%=
3N×0.05m
F2×0.1m
×100%
解得:F2=2N;
(2)①实验中需用测力计测量F和G,用刻度尺测量s和h,还要用到滑轮组、细线和钩码(实验中也可没有刻度尺);
②组成滑轮组后,分别测出钩码重力不同时的滑轮组的机械效率,通过比较得出结论;
其它条件不变,额外功不变,被提升的物体越重,所做的有用功越多,则有用功在总功中所占的比例越大,机械效率越高,可得:
同一滑轮组,被提升的物重越大,滑轮组的机械效率越高.
故答案为:(1)见上图;62.5;2;(2)①器材:滑轮组,细线,钩码,弹簧测力计;②实验步骤:a.将一定质量的钩码挂在组装好的滑轮组下,测量此时滑轮组的机械效率;b.只改变所挂钩码数量,再次测量滑轮组的机械效率;③实验结论:同一滑轮组,被提升的物重越大,滑轮组的机械效率越高.

考点梳理

初中二年级物理试题“如图所示,是李明同学测定滑轮组机械效率的装置.(1)李明同学实验”旨在考查同学们对 滑轮(组)的机械效率 ……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:

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  • 滑轮(组)的机械效率

考点名称:滑轮(组)的机械效率

滑轮组的机械效率:

滑轮组的机械效率

测量滑轮组的机械效率:

①器材:弹簧测力计、刻度尺、滑轮组

②原理:测量滑轮组的机械效率

③步骤:先用弹簧测力计测出物体的重力G,再按要求组装滑轮组,用弹簧测力计提起绳端匀速上升,测出作用于绳端的作用力F,确定重物和绳自由端的始、末位置,用刻度尺测出物体上升的距离h和绳子末端移动的距离s,再用公式求出滑轮组的机械效率η ;

④注意事项:一是要用弹簧测力计提起绳端匀速上升,二是要让绳端竖直上升。

提高滑轮组机械效率的方法:

1.影响滑轮组机械效率的因素

滑轮组是人们经常使用的简单机械,用同一滑轮组提升物体G升高h时,滑轮组对物体做的功为有用功,而人对滑轮组的拉力F做的功为总功,F移动的距离s=nh(n为与动滑轮相连绳子的段数),则滑轮组的机械效率:

滑轮机械效率公式

若不计摩擦力,而动滑轮的重为G’,那么提升动滑轮做的功就是额外功,则滑轮组的机械效率还可表示为

滑轮机械效率公式

讨论这个表达式可知,对于同一滑轮组(G’一定),提升重物越重,滑轮组的机械效率越高;而提升相同重物时,动滑轮越少、越轻的滑轮组,机械效率越高。

2.提高滑轮组机械效率的方法

(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作,以增大有用功在总功中的比例,在滑轮的转轴中加润滑油,以减小摩擦阻力,或减小滑轮组中动滑轮的自重等,即在有用功一定的情况下,减小额外功,提高效率。

(2)增大有用功在总功中所占的比例,在额外功不变的情况下,增大有用功的大小。

(3)换用最简单的机械。