同学们在“测量滑轮组的机械效率”时,有两位同学的实验过程同学们有异议,请你帮助分析和解决.
(1)一位同学的实验操作步骤如下:
①用弹簧测力计测出物重G;
②组装好实验器材,如图甲所示,拉动弹簧测力计使物体匀速上升;
③用刻度尺分别测出物体上升的高度h和绳端移动的距离s;
④在物体处于静止状态时,读出弹簧测力计的示数F;
⑤根据公式算出滑轮组的机械效率.
同学们进行交流之后-致认为该同学的实验步骤存在不合理,请你指出该
操作步骤
④
④
(只写出该步骤的序号);并说明不合理的原因及改进的方法:
原因:滑轮转动时,滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在摩擦,与静止状态弹簧测力计的示数不同;
改进:物体匀速上升时读弹簧测力计的示数.
原因:滑轮转动时,滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在摩擦,与静止状态弹簧测力计的示数不同;
改进:物体匀速上升时读弹簧测力计的示数.
物重G/N |
物体上升的高度h/m |
测力计示数F/N |
测力计移动的距离s/m |
2 |
0.1 |
0.4 |
0.3 |
(2)另一位同学利用图甲所示滑轮组匀速提升重物,弹簧测力计的示数如图所示,他记录了如下数据:
①同学们对该同学的实验记录进行分析,发现他的实验结果是不符合物理规律的,其表现在:
数据中的有用功是O.2J,大于总功O.12J,或(有用功大于总功)(机械效率大于1)
数据中的有用功是O.2J,大于总功O.12J,或(有用功大于总功)(机械效率大于1)
.
②分析他的实验过程,会发现导致实验结果不符合物理规律的原因是
测力计的示数读错了,应改为O.8N
测力计的示数读错了,应改为O.8N
.
(3)解决争议后,他们用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:
实验 次数 |
物重 G/N |
物体上升的高度h/cm |
测力计的示数F/N |
测力计移动的距离s/cm |
1 |
6 |
3 |
2.5 |
9 |
2 |
6 |
5 |
2.5 |
17 |
3 |
6 |
8 |
2.5 |
24 |
分析表中数据,回答以下问题:
①表中有一个数据的记录是错误的,错误的数据是
17
17
;
②滑轮组的机械效率与
物体移动的距离
物体移动的距离
无关.
③图乙多使用一个滑轮,目的是为了改变
力的方向
力的方向
;
④当这两位同学使用各甲乙滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率
相同
相同
(选填“相同”或“不相同”),理由是:
额外功和有用功都相同
额外功和有用功都相同
.