Question

19．小雪和小紅在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，一起組裝好了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置．
（1）小紅勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為0.5N，同時(shí)小雪用用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度為0.1m，以上測(cè)量準(zhǔn)確無誤，其他被測(cè)物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如表：

鉤碼重（N）	彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度（m）	有用功（J）	總功（J）	機(jī)械效率
2	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小紅測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為100%，他們意識(shí)到出現(xiàn)了錯(cuò)誤，請(qǐng)你幫助他們找出原因：彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)誤，應(yīng)為0.5m．
（3）該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為80%．
（2）如果不計(jì)繩重和摩擦，可知該滑輪組所使用的動(dòng)滑輪重為0.5N．當(dāng)動(dòng)滑輪重為8N時(shí)，使用該滑輪組提起2N重的鉤碼剛好不省力
（4）若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機(jī)械效率將變大．（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）測(cè)力計(jì)不是勻速地移動(dòng)會(huì)造成測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不準(zhǔn)確；
（2）滑輪組在使用中，動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的幾倍；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計(jì)算出機(jī)械效率；
（4）由s=nh可知，繩子的股數(shù)；摩擦和繩子的重力忽略不計(jì)表示時(shí)，繩子末端的拉力為F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_動(dòng)）；
（5）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．

解答 解：
（1）測(cè)量滑輪組的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該豎直勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）動(dòng)滑輪被5段繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的5倍，因此彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)了，應(yīng)為0.5m；
（3）滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.5N×0.5m}$×100%=80%；
（4）不計(jì)繩重和摩擦?xí)r動(dòng)滑輪重為：G_動(dòng)=nF-G_物=5×0.5N-2N=0.5N，
若滑輪組不省力時(shí)，則有F=G_物，
即G_物=$\frac{1}{5}$（G_物+G_動(dòng)）；
G_動(dòng)=4G_物=4×2N=8N；
（5）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大；
故答案為：（1）勻速豎直；（2）彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)誤，應(yīng)為0.5m；（3）80%；（4）0.5；8；（5）變大．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率與物體重力、摩擦力、機(jī)械本身重力有關(guān)．要提高機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被吊物體重力．