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17.在探究“滑轮组的机械效率”的试验中,马刚同学用如图所示的同一滑轮组进行了三次实验,实验记录如表:
序号速度
(m/s)
钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离S(m)机械效率
(%)
10.220.10.80.383.3
20.230.11.10.390.9
30.420.20.80.683.3
(1)将实验序号2、3所对应的机械效率填入相应表格中的空白处.
(2)根据以上实验可得到的结论是:在滑轮组的绕绳子的方式不变时,机械效率与重物提升的速度无关.弹簧测力计的拉力方向应竖直向上,钩码应匀速上升;将图中钩码减少一个,则滑轮组的机械效率将降低.

分析 (1)根据表中数据,由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%分别求机械效率;
(2)比较1、3次数据,找到相同的量和不同的量,分析机械效率与变化量的关系;
探究“滑轮组的机械效率”的试验中,应沿竖直方向匀速向上拉动测力计;
了解增大机械效率的方法有二:一是增大有用功,即拉更重的重物;二是减小额外功,如减小摩擦、减轻动滑轮重.

解答 解:(1)根据表中数据,第2次的机械效率:
η2=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{总2}}$=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$=$\frac{3N×0.1m}{1.1N×0.3m}$×100%≈90.9%;
第3次的机械效率:
η3=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{总3}}$=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{2N×0.2m}{0.8N×0.6m}$×100%≈83.3%,如下表所示:

序号速度
(m/s)
钩码总重G(N)钩码上升高度h(m)测力计拉力F(N)测力计移动距离S(m)机械效率
(%)
10.220.10.80.383.3
20.230.11.10.390.9
30.420.20.80.683.3
(2)由表中1、3实验数据可知,在滑轮组的绕绳方式不变时,机械效率与重物提升的速度无关;
弹簧测力计的拉力方向应竖直向上,钩码应匀速上升,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小;
使用的滑轮组不变,则所做的额外功相同,将图中钩码减少一个,被提升钩码的重力变小,有用功减小,则有用功在总功中占的比例减小,故滑轮组的机械效率降低.
故答案为:(1)如上表所示;(2)重物提升的速度;竖直向上;匀速;降低.

点评 本题探究“滑轮组的机械效率”,考查机械效率的计算、控制变量法的运用及影响机械效率的因素.

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入射角15°30°60°
反射角15°30°60°
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