Question

1．如圖，某實驗小組進行測量滑輪組機械效率的實驗，先用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G（如圖甲），再按圖乙所示的連接方式組裝好滑輪組．
（1）圖甲中彈簧測力計的示數(shù)為2N．
（2）圖乙中，為了測量繩子自由端的拉力F，A同學認為應(yīng)該在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，B同學認為應(yīng)該在緩慢勻速提升時讀數(shù)，正確的是B（選填“A”或“B”）同學的方法．
（3）按照正確的測量方法，測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小，它們的大小關(guān)系為F＞（選填“＞”“＜”或“=”）　$\frac{1}{3}$G．
（4）提高此裝置機械效率最簡單的方法是增加物重．
（5）小組成員又正確測出了另外兩個物理量，計算出了結(jié)果，老師說，“如果不測量這兩個量，也可以計算出此裝置的機械效率”，請用本實驗中測出的物理量的字母寫一個式子表示老師的這一句話：η=$\frac{G}{3F}$．

Answer 1

分析 （1）首先確定測力計的分度值，然后進行讀數(shù)；
（2）在使用滑輪組時，滑輪組還要克服一些機械摩擦，所以要測量滑輪組的機械效率，需使物體上升進行讀數(shù)；
（3）使用滑輪組時，拉力不僅要克服物體的重力，還要克服動滑輪的重力及機械摩擦；
（4）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關(guān)系；同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高；
（5）使用滑輪組時，拉力通過的距離等于物體通過距離的繩子段數(shù)倍，根據(jù)機械效率公式推導滑輪組的機械效率的表達式．

解答 解：
（1）由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數(shù)為2N；
（2）為了測量滑輪組提升物體時的機械效率，所以需在緩慢勻速提升時讀數(shù)，B同學正確；
（3）由圖知，滑輪組由3段繩子承擔物重，所以F=$\frac{1}{3}$G，但其成立的條件是不考慮機械自重和摩擦．若考慮的話拉力F大于$\frac{1}{3}$G；
（4）有用功與總功的比值是滑輪組的效率，總功等于有用功與額外功的和，減小額外功可以提高滑輪組的機械效率，減小動滑輪的重量、減小繩重和摩擦可以減小額外功，可以提高滑輪組的效率；
（5）由圖可知，通過動滑輪繩子的段數(shù)n=3，所以s=3h，
鉤碼重為G，拉力的示數(shù)為F，則滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{G}{3F}$．
故答案為：（1）2；（2）B；（3）＞；（4）增加物重；（5）$\frac{G}{3F}$．

點評 本題測量滑輪組機械效率的實驗，考查了實驗注意事項、彈簧測力計讀數(shù)、機械效率的計算以及影響因素的理解，都是�？紗栴}要掌握好．