实验19 测量滑轮组的机械效率

实验十九 测量滑轮组的机械效率

——————  原创精品  ——————

◎ 核心考点：

【提出问题】

对同一滑轮组装置，机械效率是否不变

【猜想与假设】

同一滑轮组的机械效率可能与被提升物体物重有关

【设计与进行实验】

1.实验器材：  弹簧测力计  、  刻度尺  、细绳、动滑轮、定滑轮、钩码若干；

2.实验原理：；

3.实验步骤：

①安装好滑轮组，记下钩码和弹簧测力计的位置；

②缓慢匀速拉动弹簧测力计，使钩码G升高，用刻度尺测量钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，填入表中；

③算出、、，填入表格中；

④改变钩码数量，重做两次实验，并将测量数据填入表中。

数据记录

【分析和论证】

由1、2、3次实验可知，提升的钩码重力增加时，有用功增加，额外功基本不变（克服摩擦力及动滑轮重力做的功基本不变），由可知，机械效率会增大。

【实验结论】

同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，物重越大，机械效率越高。

【实验方法】

控制变量法的应用

①探究滑轮组的机械效率与所吊的重物重力之间的关系（控制绕线方式相同，改变滑轮组所吊钩码的数量）；

②探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系（控制滑轮组所吊钩码的数量相同，改变动滑轮数量或换重力不同的动滑轮）；

③滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系（控制同一滑轮组的绕线方式相同，所提钩码重力相同，改变钩码上升的高度）。

【交流与讨论】

（1）测量拉力大小的原理：用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子目的（减小摩擦引起的误差），此时拉力大小等于弹簧测力计的示数；

（2）承担重物绳子段数的判断：与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数；

（3）滑轮组机械效率的影响因素：物体的重力、动滑轮重力、绳子与滑轮之间的摩擦力。与绳子的绕法、绳子段数无关；

（4）提高机械效率的方法

增加物重、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦。

（5）弹簧测力计静止时读数的分析：所测拉力偏小，机械效率偏高，说明滑轮组的机械效率与物体的运动状态有关。

（6）动滑轮重力、物重相同时所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。

◎ 针对训练

某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。

（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，实验中还需要的器材是            。

（2）实验中应沿竖直方向　         　缓慢拉动弹簧测力计。

（3）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法　     （选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到　    　对滑轮组机械效率的影响。如果让弹簧测力计静止读数，则测得的机械效率比实际值要        （填“偏大”或“不变”或“偏小”）。

（4）根据表中第4次实验数据是用          图做的实验，机械效率是　      　。

（5）第3次实验时，滑轮组的有用功为           J，总功为           J。

（6）通过比较　   　两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）

（7）通过比较　   　两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组机械效率与绳子段数无关。比较　   　两次实验数据得出，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越       。（填实验次数的序号）

（8）若不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮重力是       N。

答案：刻度尺；

（2）匀速；

（3）不正确；摩擦力；偏大；

（4）丁；80%；

（5）0.8；0.93；

（6）乙；丙；

（7）甲、乙；丙、丁；低；

（8）1.4；