Question

16．某同學(xué)用如圖所示的裝置進(jìn)行“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，其中一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	測(cè)力計(jì)拉力F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m
2	0.1	0.4	0.3

（1）請(qǐng)根據(jù)圖示把表格填寫完整．
（2）向上拉彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，應(yīng)使鉤碼做勻速運(yùn)動(dòng)，從表中數(shù)據(jù)可知該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是違背規(guī)律的，表中的產(chǎn)物數(shù)據(jù)是0.4，由圖更正后，可求得該滑輪組的機(jī)械效率為62.5%．
（3）在不改變滑輪組結(jié)構(gòu)，且滑輪與繩子間摩擦不變的情況下．可通過增加物重或減小動(dòng)滑輪重方法來增大該滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）滑輪組繩子移動(dòng)的距離與物體上升高度的關(guān)系，s=nh，據(jù)此解答；
（2）只有在勻速拉動(dòng)時(shí)，拉力的大小才是不變的，才等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率，首先要計(jì)算有用功、總功．然后根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率；彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)：首先確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)，然后進(jìn)行讀數(shù)；由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可求機(jī)械效率；
（3）若不考慮繩重、繩子和滑輪之間的摩擦，則額外功為克服動(dòng)滑輪重力所做的功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{動(dòng)}}{G}}$×100%分析解答．

解答 解：（1）由圖可知，s=3h=3×0.1m=0.3m；
（2）為了使拉力大小不變，更準(zhǔn)確地測(cè)出拉力的大小，必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_總=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，
有用功大于總功是錯(cuò)誤的；
彈簧測(cè)力計(jì)每一個(gè)大格代表1N，每一個(gè)小格代表0.2N，拉力大小是0.8N，但是表格中記錄的拉力大小是0.4N，所以彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)錯(cuò)誤；
此時(shí)的機(jī)械效率，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有用}}{Fs}$=$\frac{0.2J}{0.8N×0.3m}$×100%=62.5%；
（3）不考慮繩重、繩子和滑輪之間的摩擦，則滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{動(dòng)}}{G}}$，
當(dāng)只增加鉤碼的個(gè)數(shù)或減小動(dòng)滑輪的重時(shí)，1+$\frac{{G}_{動(dòng)}}{G}$減小，滑輪組的機(jī)械效率增大，用這兩種方法增大機(jī)械效率．
故答案為：（1）0.3；（2）勻速；0.4；62.5%；（3）增加物重；減小動(dòng)滑輪重．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中注意的事項(xiàng)和滑輪組機(jī)械效率大小的判斷，明白額外功產(chǎn)生的原因是關(guān)鍵．