用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率.实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升.
(1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F为 N,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为 %.请写出使用该杠杆做额外功的一个原因: .
(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到下表所示的两组数据:
次数 钩码
悬挂点 钩码总重
G/N 钩码移动距离
h/m 拉力
F/N 测力计移动距离
s/m 机械效率
η/%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关,钩码越重其效率越高”的结论?答: ;
请简要说明两条理由:
① ;
② .
试题分析:(1)弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.1N,正确读数.
(2)根据公式进行计算:W有=Gh,W总=Fs,η=.
(3)额外功产生的原因:克服机械的重做功、克服摩擦做功.
(4)通过探究实验时,应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论.
(5)分析机械效率的影响因素采取控制变量法.
(1)弹簧测力计每一个大格代表1N,每一个小格代表0.1N,指针超过5个小格,示数为0.5N.
(2)用杠杆提起货物,对货物做的功是有用功,W有=Gh=1N×0.1m=0.1J.
用杠杆提起货物,对整个杠杆做的功是总功,W总=Fs=0.5N×0.3m=0.15J.
∴杠杆的机械效率:η==
(3)额外功产生的原因:克服机械的重做功、克服摩擦做功.答案不唯一.
(4)分析机械效率的影响因素采取控制变量法,研究提起的物重和机械效率的关系时,应保持位置不变.
(5)应进行多次实验,分析多组数据,才能得出正确结论.只凭一次实验数据做出结论是不科学的.
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如图1所示,“40”表示________,在遵守交通规则的前提下,从看到这两个标志牌的地方到达“西大桥”,匀速行驶的汽车最快需_______min 。
图1
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关于实际使用机械时的机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率可以提高到100%
B.机械效率总小于1
C.功率大的机械,机械效率高
D.机械效率越高,有用功越多
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一辆车开进了泥潭中,司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若司机勇750N的拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m,那么司机所做的功是 J,司机做功的功率是 W,若滑轮的机械效率为60%,汽车所受地面的摩擦力是 N.
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如图所示,斜面长1m,高0.4m,用大小为5N沿斜面向上的拉力F,将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为 ;若仅使倾角θ逐渐增大,沿斜面向上的拉力将逐渐 (选填“增大”、“不变”或“减小”),此斜面的机械效率将逐渐 (选填“增大”、“不变”或“减小”).
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在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
实验次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的读数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
1 2 8 0.8 24 83.3%
2 4 5 1.5 15
3 6 10 90.9%
(1)在表中空格处填下适当的数据(机械效率用百分数表示,保留一位小数)。
(2)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。
(3)从实验数据分析得出:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率。
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与 有关(写出一种影响因素即可)。
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今年国庆期间,小佳坐着他家的小汽车匀速行驶了144km,用时2h,消耗汽油9kg,发动机的牵引力为1000N。求:
(1)小汽车的速度和发动机的功率。
(2)汽车匀速行驶时牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率。(=4.6×107J/kg)
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下列现象,说明分子之间有相互作用力的是( )
A.气体容易被压缩
B.高压密闭的钢筒中的油从筒壁逸出
C.两块纯净的铅压紧后合在一起
D.滴入水中的微粒向不同的方向运动
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在学校创新比赛中,小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电热水器的工作电路图,R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图乙所示,旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘依次有共10个金属触点(在图乙中用“○”表示,“○”中标有1、2、3、4编号,编号相同的触点用导线连接)。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如,图乙中,旋钮上的箭头指向图中位置D,此时,金属滑片将1、2两触点接通,同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示:
温度档位 | 高温 | 中温2 | 中温1 | 低温 |
加热功率/W | 1100 | 660 | 440 | 264 |
1.如果要实现旋转开关沿某个方向转动时,加热功率依次递减或递增,通过计算,分析说明电热丝R1和R2的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,分别对应哪一档加热功率?
2.小亮根据计算结果,借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝,并按电路图连接好。经检查无误后,小亮将电热器接入家庭电路,同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率,结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果,测量后发现电源电压为220V.请简单解释产生这种偏差的原因。
3.使用中他发现水温开始升高较快,后来水温升高越来越慢,最后甚至会保持某个温度不再升高,此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小,水能够达到的最高温度越低,这是为什么?
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