猜想Ⅰ:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
实验 次数 | 钩码的重 力G/N | 钩码上升 高度h/m | 绳端拉 力F/N | 绳端移动的 距离s/m | 机械效率 η |
① | 2 | 0.1 | 0.90 | 0.3 | 74.1% |
② | 4 | 0.1 | 1.50 | 0.3 | 88.9% |
③ | 4 | 0.1 | 1.25 | 0.4 | 80% |
④ | 4 | 0.2 | 1.50 | 0.6 | 88.9% |
(1)实验时应沿竖直方向匀速缓慢向上拉动弹簧测力计;
(2)分析表中数据可知:第③次实验是利用了图
(3)比较②、④两次实验数据,可验证猜想I是
(4)通过比较
(5)通过比较②、③两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越
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实验 次数 | 滑轮 材质 | 钩码重 G/N | 提升的高 度h/m | 有用功 W有用/J | 拉力 F/N | 绳端移动 的距离s/m | 总功 W总/J | 机械 效率η |
1 | 铝 | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 0.18 | 56% |
2 | 铝 | 2 | 0.1 | 0.2 | 1.0 | 0.3 | 0.3 | 67% |
3 | 铝 | 2 | 0.2 | 0.4 | 1.0 | 0.6 | 0.6 | 67% |
4 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 0.6 | 0.48 | 83% |
5 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.4 | 2.1 | 0.2 | 0.42 | 95% |
②比较3和4两次实验发现:提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越
③比较
④第5次实验是利用图
⑤若利用图甲的装置,把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为
(2)小明利用图丙装置实验发现:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,斜面越光滑,从而斜面的机械效率越
(3)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功;进一步推理得出:假如没有额外功,总功等于有用功;可见使用任何机械都不能
实验次数物理量 | 1 | 2 | 3 |
钩码重G/N | 4 | 4 | 6 |
钩码上升高度h/m | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
绳端拉力F/N | 1.8 | 1.6 | 2.4 |
绳端移动距离s/m | 0.3 | 0.4 | |
机械效率η | 74.1% | 62.5% |
(2)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为:绳端移动距离s=
(3)如采用图丙装置,改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
(2)小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码,记录数据如下表
实验 次数 | 滑轮材质 | 钩码的重 力G/N | 钩码提升的 高度h/m | 有用功 W有用/J | 拉力 F/N | 绳端移动的 距离s/m | 总功W总 | 机械效率 η/% |
1 | 铝 | 1 | 0.1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 0.18 | 56% |
2 | 铝 | 2 | 0.1 | 0.2 | 1.0 | 0.3 | 0.3 | 67% |
3 | 铝 | 2 | 0.2 | 0.4 | 1.0 | 0.6 | 0.6 | |
4 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.4 | 0.8 | 0.6 | 0.48 | 83% |
5 | 塑料 | 2 | 0.2 | 0.4 | 2.1 | 0.2 | 0.42 | 95% |
②由第3次实验中滑轮组的机械效率为
③分析实验数据可得:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时,减小动滑轮的重力,则滑轮组的机械效率
④小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率。发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关,与物重无关。保持斜面倾斜程度不变,可以采用