Question

8．小明和小強在測“滑輪組機械效率”的實驗中，一同學組裝好如圖所示實驗裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置．
（1）實驗時，小明勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤升高，彈簧測力計讀數為0.5N；同時小強也用刻度尺測出鉤碼被提升的高度為10cm，以上測量結果準確無誤，其他被測物理量和計算數據記錄如表：

鉤碼重G/N	彈簧測力計提升的高度x/m	有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η
1	0.2	0.1	0.1	100%

（2）小明和小強通過計算得出該滑輪組機械效率為100%，他們意識到出現(xiàn)了錯誤，請你幫他倆找出錯誤的原因：繩子自由端移動的距離應該是0.3m，不等于0.2m．
（3）該滑輪組的機械效率實際為66.7%．
（4）在實驗中，若將鉤碼的重增加到6N，則該滑輪組的機械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）實驗時應豎直勻速拉動測力計．
（2）由圖示滑輪組求出滑輪組承重繩子的股數，然后確定繩子自由端移動的距離．
（3）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機械效率．
（4）根據影響滑輪組效率的因素分析答題．

解答 解：（1）小明在進行實驗時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時繩子的拉力等于測力計示數．
（2）由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數n=3；
已知鉤碼上升高度h=0.1m，則測力計移動距離：s=nh=3×0.1m=0.3m，由表中實驗數據可知，測力計移動距離為0.2m，測力計移動距離錯誤，從而導致滑輪組效率錯誤．
（3）滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{1N×0.1m}{0.5N×0.3m}$×100%≈66.7%．
（4）提升的鉤碼重增加到6N，有用功增加，有用功在總功中的比重增大，則該滑輪組的機械效率將變大．
故答案為：（1）勻速；（2）繩子自由端移動的距離應該是0.3m，不等于0.2m；（3）66.7%；（4）變大．

點評 此題是“測定滑輪組機械效率”的實驗，本題考查了二力平衡的應用、滑輪組機械效率的計算以及影響機械效率的因素等，關鍵是根據滑輪組得出繩子的有效股數．