Question

3．小靜測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，使用如圖所示的裝置，圖中鉤碼重2N，豎直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼勻速從圖甲上升到圖乙的位置，上升過程中彈簧測(cè)力計(jì)的指針一直指在圖丙所示的刻度．
（1）請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)表格填寫完整：

鉤碼重G（N）	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F（N）	鉤碼上升高度h（m）	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s（m）	有用功 W有（J）	總功 W總（J）	機(jī)械效率 η
2	0.8	0.1	0.3	0.2	0.24	83.3%

（2）小靜繼續(xù)利用如圖丁研究提高滑輪組的機(jī)械效率的方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，

鉤碼重G（N）	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F（N）	鉤碼上升高度h（m）	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s（m）	有用功 W有（J）	總功 W總（J）	機(jī)械效率 η
4	1.5	0.1	0.3	0.4	0.54	88.9%
6	2.2	0.1	0.3	0.6	0.66	90.9%

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
（3）若小靜改用二個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪來提升原來的重物，如圖丁，則彈簧秤的示數(shù)將變�。ㄌ钭兇�、變小、不變）；但由于動(dòng)滑輪自重增大，對(duì)動(dòng)滑輪所做的額外功增大（選填“增大”或“減小”），此時(shí)滑輪組機(jī)械效率將變�。ㄌ钭兇�、變小、不變）．

Answer 1

分析 （1）在讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)圖中鉤碼和繩子自由端在提升前后的高度之差來得出其被提升的高度，讀取彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)要看清分度值，通過公式W_有=Gh和W_總Fs求出有用功和總功，最后通過公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出機(jī)械效率；
（2）用同樣的滑輪組，額外功相同，被提升的物體越重，所做的有用功越多，有用功占總共功的比值越大，則機(jī)械效率越高；
（3）①改用二個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪來提升原來的重物，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)多了，比以前更省力；
②影響滑輪組機(jī)械效率的因素有被提升物體的重力、動(dòng)滑輪重力、繩子重力和摩擦等，提升物體重力不變，動(dòng)滑輪重力增大了，機(jī)械效率減小了．

解答 解：
（1）①由丙圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，拉力F=0.8N，
②由甲乙兩圖可知，物體上升的高度h=0.1m，
③滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3，
繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×0.1m=0.3m，
④有用功W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J，
⑤總功W_總=Fs=0.8N×0.3m=0.24J，
⑥滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.2J}{0.24J}$≈83.3%，
如下表所示：

鉤碼重G（N）	彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F（N）	鉤碼上升高度h（m）	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s（m）	有用功 W有（J）	總功 W總（J）	機(jī)械效率 η
2	0.8	0.1	0.3	0.2	0.24	83.3%

（2）從表格中數(shù)據(jù)可以看出，提升物體的重力逐漸變大，其機(jī)械效率逐漸增大，故可以得出：使用同一滑輪組提升重物時(shí)，被提升物體所受重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（3）改用二個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪來提升原來的重物，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)n多了，根據(jù)滑輪組的省力公式F=$\frac{1}{n}$G_總可知，比以前更省力了，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小了；提升物體重力不變，動(dòng)滑輪重力增大了，克服動(dòng)滑輪重力做的額外功增大了，所以機(jī)械效率變小了．
故答案為：（1）見上表；（2）高；（3）變小；增大；變小．

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)，涉及到物體上升高度和彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，繩子拉力和有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，判斷滑輪組效率如何變化，應(yīng)用效率公式即可正確解題．