Question

用如圖丁所示的裝置來測滑輪組的機(jī)械效率：
（1）實(shí)驗(yàn)要求，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)繩端時(shí)，拉力的方向應(yīng)______，并使物體______上升．
（2）若彈簧測力計(jì)移動(dòng)30cm，則物體移動(dòng)______cm．
（3）若被提升的物體是鉤碼，每只鉤碼重為2N，每只滑輪重為0.5N，彈簧測力計(jì)讀數(shù)是2.5N，則拉力做的額外功是______．滑輪組的機(jī)械效率是______．
（4）若再加掛一只鉤碼重做實(shí)驗(yàn)，所測的機(jī)械效率與前一次相比將______．（選填“相同”或“變大”“變小”）．
（5）如圖甲和乙所示，若在甲的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上多使用一個(gè)滑輪，做同樣的實(shí)驗(yàn)，在忽略繩重和摩擦的情況下，此時(shí)的機(jī)械效率為η_甲______η_乙．（選填“＞”、“=”或“＜”）

Answer 1

解：（1）實(shí)驗(yàn)要求，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)繩端時(shí)，拉力的方向應(yīng)豎直向上，并使物體勻速上升．
（2）由圖丁可知，繩子的有效股數(shù)n=3，彈簧測力計(jì)移動(dòng)s=30cm=0.3m，則物體移動(dòng)h===10cm=0.1m．
（3）由圖丁可知，物體重力G=2N×3=6N，有用功W=Gh=6N×0.1m=0.6J；
總功W_總=Fs=2.5N×0.3m=0.75J，額外功W_額外=W_總-W=0.75J-0.6J=0.15J，
滑輪組的效率η=×100%=×100%=80%．
（4）再加掛一只鉤碼重做實(shí)驗(yàn)，有用功變大，額外功不變，所測的機(jī)械效率與前一次相比將變大．
（5）從圖中可以看出，圖乙中的滑輪組比圖甲中的滑輪組多了一個(gè)定滑輪，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)不變．
在此實(shí)驗(yàn)中，忽略繩重和摩擦，額外功是克服動(dòng)滑輪重力做的功，所以額外功不變，
根據(jù)題意有用功也不變，所以滑輪組的機(jī)械效率不變．
故答案為：（1）豎直向上；勻速；（2）10；（3）0.15J；80%；（4）變大；（5）不變．
分析：（1）應(yīng)用公式W=Fs求公式，力的方向應(yīng)該與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直向上拉彈簧測力計(jì)，使物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）由圖示可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，然后根據(jù)彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離求出物體移動(dòng)的距離．
（3）由功的公式W=Fs求出有用功與總功，有總功與用功之差等于額外功，然后由效率公式求出滑輪組的效率．
（4）再加掛一個(gè)鉤碼做實(shí)驗(yàn)，有用功變大，額外功不變，機(jī)械效率變大．
（5）分析圖示，看有用功與額外功有何變化，然后答題．
點(diǎn)評：此題主要探究滑輪組的機(jī)械效率，有關(guān)滑輪組要了解繩端端移動(dòng)距離s與物體上升高度h之間的關(guān)系s=nh．考查了機(jī)械效率的計(jì)算以及影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物重與動(dòng)滑輪重．