1.滑轮(组)机械效率的测量实验
【知识点的认识】
实验目的:测量滑轮组的机械效率
实验原理:η=W有/W总=GH/fs
实验器材:滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺
实验步骤:
(1)用弹簧测力计测量出钩码的重力G;
(2)按装置图把滑轮组和刻度尺安装好,并记下钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置;
(3)竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升,读出其示数F,并从刻度尺上读出钩码上升的距离h和绳子末端移动的距离s;
(4)分别算出有用功W有、总功W总和机械效率η,将各项数据填入下表
(5)增加被提升钩码的个数,重复步骤(2)(3)(4)
实验数据:
次数钩码重G/N钩码上升的高度H/M有用功W有/J绳端的拉力F/N绳端移动的距离S/M总功W总/J机械效率n1100.114.20.31.2679.4%2150.11.56.00.31.883.3%3200.127.50.32.2588.9%注意事项:
(l)匀速拉动弹簧测力计,目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变;
(2)为了便于读数,钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数;
(3)多次测量的目的是进行一些必要的比较,利用不完全归纳法总结规律,而不是求平均值.
实验结论:使用同一滑轮组提升不同的重物时,重物越重,滑轮组的机械效率越大
【解题方法点拨】
(1)当动滑轮自重、摩擦及物重变化时,滑轮组的机械效率也会发生变化.
①若用不同的滑轮组提升相同的重物到同一高度,由于有用功相同,动滑轮越重,做的额外功就越多,有用功在总功中占的比例就小,机械效率就越低.
②若用同一滑轮组提起不同的重物,由于动滑轮重和摩擦一定,则提起的物体越重,有用功在总功中占的比例就越大,机械效率就越大.
(2)提高滑轮组机械效率的方法:
①减小额外功,即减小机械自重及摩擦.如减小动滑轮重、定时润滑等.
②在允许范围内增加货物重力.由η=W有/W总=W有/W有+W额可知,W有一定,W额越小,η越大;W额一定,货物越重,W有越大,η越大.
2.电功率的测量
【知识点的认识】
(1)实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率.
测量电功率的方法:①测量用电器的电功率可以用专门的仪器.②用电能表测量出电流通过用电器做的功,用秒表测量出所用的时间.根据公式P=W/T计算出用电器的电功率.③用电压表测出加在用电器两端的电压,用电流表测出通过用电器的电流,根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率,这种方法叫做伏安法.
(2)伏安法测电功率的电路图:如图所示,测量小灯泡电功率的电路有两种接法.
(3)如果没有电压表,我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表,根据U=IR可得出电压值,这时应将小灯泡与已知电阻并联,因为得出了已知电阻两端的电压,就知道了小灯泡两端的电压;反之,如果没有电流表,我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表,根据I=U/R可得出电流值,这时应将小灯泡与已知电阻串联,因为得出了已知电阻的电流,就知道了通过小灯泡的电流.
【解题方法点拨】
伏安法测电功率的实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、灯座、开关、导线若干.
选择器材的规格时要注意:
①电源电压要适当大于小灯泡的额定电压.
②电压表、电流表量程要满足测量需要.
③滑动变阻器允许通过的电流要大于小灯泡正常发光时的电流,最大阻值与小灯泡的电阻差不多即可.