Question

3．如圖所示．在測定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中．
（1）滑輪組所掛重物的質(zhì)量為0.36kg，重物從原來圖甲的位置被提升到圖乙的位置，在提升過程中應(yīng)使彈簧測力計(jì)豎直上升，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示．則滑輪組繩子自由端受到的拉力是2.4N，滑輪組的機(jī)械效率是50%．
（2）本實(shí)驗(yàn)中若增加運(yùn)碼的個(gè)數(shù)．滑輪組的機(jī)械效率變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）某同學(xué)想到計(jì)算機(jī)械效率還可用η=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$，于是用彈簧測力計(jì)測得動滑輪重，代入上式計(jì)算出機(jī)械效率．你認(rèn)為他的做法是否合理？不合理；你作出這樣判斷的理由是：沒有考慮摩擦和繩重．

Answer 1

分析 （1）由圖示彈簧測力計(jì)讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
由圖示求出物體上升的高度和拉力通過的距離，然后由效率公式求出效率；
（2）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的個(gè)數(shù)，增大了有用功，因此機(jī)械效率會變大；
（3）要解決此題，需要知道額外功包括克服動滑輪重力和摩擦做的功，若忽略摩擦，則計(jì)算出的機(jī)械效率比實(shí)際效率要高．

解答 解：
（1）物體的重力為G=mg=0.36kg×10N/kg=3.6N；
由圖2可知，彈簧測力計(jì)的示數(shù)是2.4N，滑輪組繩子自由端受到的拉力是2.4N；
由圖1所示刻度尺可知，物體上升的高度h=10cm=0.1m，
滑輪組承重繩子的股數(shù)n=3，
繩子自由端移動的距離s=nh=3×0.1m=0.3m，
滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{3.6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%=50%；
（2）整個(gè)滑輪組保持不變，即額外功不變．因?yàn)閷χ匚镒龅墓�為有用功，增加鉤碼的個(gè)數(shù)，即增大了有用功，機(jī)械效率就會增大；
（3）使用滑輪組時(shí)，所做的額外功包括克服動滑輪重力、繩重和摩擦做的功，若用公式還可η=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$計(jì)算，則忽略了摩擦和繩重，額外功偏小，所以機(jī)械效率偏高．
故答案為：（1）2.4；50；（2）變大；（3）不合理；沒有考慮摩擦和繩重．

點(diǎn)評 此題是測量滑輪組的機(jī)械效率，其中考查了有關(guān)機(jī)械效率的計(jì)算，同時(shí)還考查了繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系．同時(shí)還考查了滑輪組機(jī)械效率的影響因素．