請看實驗視頻
請看實驗過程
◎實驗原理:η=W /W total=Gh/Fs
◎待測數學量:吊鉤重量、吊鉤高度、彈簧測力計示值、繩索自由端連接距離
◎實驗設備:天平、彈簧測力計、鉤碼、鐵架、滑輪、繩索
◎實驗步驟:
1、用彈簧測力計測量鉤碼重力為G,按圖a、b、c安裝滑輪架,記錄鉤碼和彈簧測力計的位置。
2、驅動彈簧測力計垂直向下勻速下降鉤碼,從彈簧測力計上讀出拉力值F,用刻度尺測量鉤碼上升高度h和連接鉤碼的距離s彈簧測力計,并填寫記錄表。
4、觀察數據,總結影響機械效率的主要因素。
◎影響小車架機械效率的因素有哪些? (請朋友注意控制變量)
當物體重量一定時,動滑輪越重,機械效率越低。同樣的小車架,物體重量越大,機械效率越高
防范措施:
以恒定速度垂直向下驅動彈簧測力計
請看試卷
1.(5分)朋友在“測量小車架的機械效率”時,有兩個朋友對實驗過程有異議。 請幫忙分析解決。
(1)朋友的實驗操作步驟如下:
①用彈簧測力計測量物體的重量G;
②組裝好實驗裝置,如圖A所示,帶動彈簧測力計使物體勻速上升;
③用秤量出物體的上升高度h和繩索兩端的距離s;
④物體靜止時,讀彈簧測力計示值F;
⑤根據公式計算滑輪架的機械效率。
與朋友交流后——感覺這位朋友的實驗步驟不合理,請強調此操作步驟④(只寫此步驟的序號); 并說明不合理的原因及改進方法。
原因:滑輪轉動時,滑輪與軸、鋼絲繩與滑輪之間存在摩擦,與靜彈簧力表讀數不一致。 改進:讀取物體勻速上升時彈簧測力計的讀數。
(2)另一位朋友借助圖A所示的滑輪勻速提起重物,彈簧測力計的讀數如圖B所示,他記錄了以下數據:
①同學們分析了這位朋友的實驗記錄滑輪組機械效率和什么有關,發現他的實驗結果不符合數學規律,表現在:數據中的有用功為0.2J,小于總功的0.12J,(或機械效率小于1) 。
②分析他的實驗過程,他會發現實驗結果不符合數學規律的原因是測力計的讀數不對,應該改為0.8N。
2.(5分)朋友一起研究滑輪的特點:
(1)他們在研究定滑輪的特性時,做了如圖A所示的實驗,可以證明當用定滑輪改變力的方向時,拉力的大小不會改變(或“發力方向可以改變,但不能省力”)(1分)。
(2)他們在研究動滑輪的特性時,利用動滑輪以恒定速度垂直提升重物,如圖B所示。據此可以看出,使用動滑輪可以節省努力,但不能改變力量的方向(1 分)。
(3)他們組裝滑輪架,發現用滑輪架吊重物時可以省力,于是他們想:用滑輪架吊重物能省工嗎? 因此,他們的實驗如圖C所示。請按照圖C中的信息,寫下分析數據的具體過程,并回答他們的問題。
W1=Gh=2×0.1=0.2J(1分) W2=Fs=0.8×0.3=0.24J(1分)[或(2分)]
3.(5分)如圖所示是朋友們用來探究“激勵影響滑輪架機械效率”的實驗裝置。 請完成以下問題:(忽略摩擦力和繩索重量)
(1) 除了秤外,實驗中還使用了哪些檢測工具?彈簧測力計
(2) 下表記錄了實驗中的一些數據: 請計算第四個實驗中的機械效率。 (只寫估計結果) 80.0%
頻率
吊鉤重量 G/N
動滑輪重量 G/N
機械效率η
1個
2個
0.5
80.0%
2個
3個
0.5
85.7%
3個
4個
0.5
88.9%
4個
4個
1.0
(3) 分析1、2、3次的實驗數據滑輪組機械效率和什么有關,你認為他們能探究出小車架機械效率與哪些因素之間的具體關系? 并寫下你為什么這么認為。
(3分) 可以探索小車架機械效率與改進物體重力之間的關系,
原因:從表中可以看出G對象1=2N,G對象2=3N,G對象3=4N,G對象1對象2對象3
ηl=80.0%,η2=85.7%,η3=88.9%有ηl