某同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中
(1)他所准备的实验器材有:滑轮,细绳,铁架台,直尺,还需______和重物;
(2)实验中需要测的物理量有______、______、______、______;
(3)该同学实验时,记录的数据在表格中,请认真填写所缺少的部分
(4)根据表中数据,在图中画出该同学实验时滑轮组的连接图.
(5)实验中弹簧测力计应该在竖直方向做______运动.
(6)同学乙观察并分析了甲的实验后,认为甲的实验中,可少用一种器材,少测两个数据也能测出滑轮组的机械效率,通过和甲讨论并经过老师的认定,他的方案是可行的.请你分析一下,去掉的器材是什么?少测哪两个数据?
答:去掉______;
少测两个数据是______,______.
【答案】物重/N
物体提高的高度/cm
弹簧测力计读数/N
绳自由端拉动距离/cm
有用功/J
总功/J
机械效率
50
10
20
30
5
6
83.3%
(4)见图;(5)匀速直线;(6)刻度尺;重物上升高度h;绳子自由端移动距离s.
【解析】(1)在实验中,需要的器材有刻度尺,钩码,弹簧秤,铁架台,一个定滑轮和一个动滑轮组成的两种绕法不同的滑轮组,细绳.
(2)在实验中需要测量的物理量有:物重,拉力,物体上升的高度,拉力移动的距离;
(3)W有用=Gh,而W总=Fs,滑轮组的机械效率公式η=×100%;
(4)由表中数据可知,绳自由端拉动的距离为物体提高的高度的3倍,所以绳子的股数为3股;
(5)用弹簧测力计时,只有在匀速拉动时,拉力的大小才是不变的,弹簧测力计的示数是不变的,才能快速准确测出拉力的大小.
(6)根据绳子的股数n,可以推出测力计移动的距离s与钩码上升的距离h的关系:s=nh,
滑轮组的机械效率公式η=×100%=×100%=×100%=×100%.
解:(1)根据已准确的实验器材,实验中还需用弹簧测力计测量F和G,可知还需要弹簧测力计;
(2)据公式W有用=Gh,W总=Fs,需要测量的物理量为:距离与重力;
(3)W有用=Gh=50N×0.1m=5J,W总=Fs=20N×0.3m=6J,
η=×100%=×100%=83.3%;
(4)已知承重动滑轮绳子的股数为3股,如图所示:
(5)为准确测出拉力的大小,必须使弹簧测力计竖直向上匀速拉动物体;
(6)根据测力计移动的距离s和钩码上升的距离h的关系跟绳子股数n的关系式:s=nh,也可计算出机械效率.
故答案为:(1)弹簧测力计;(2)物重G;拉力F;重物上升高度h;绳子自由端移动距离S;(3)
物重/N
物体提高的高度/cm
弹簧测力计读数/N
绳自由端拉动距离/cm
有用功/J
总功/J
机械效率
50
10
20
30
5
6
83.3%
(4)见上图;(5)匀速直线;(6)刻度尺;重物上升高度h;绳子自由端移动距离s.