Question

16．某同學用如圖所示的裝置進行“測滑輪組機械效率”的實驗，其中一組實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計拉力F/N	測力計移動距離s/m
2	0.1	0.4	0.3

（1）請根據(jù)圖示把表格填寫完整．
（2）向上拉彈簧測力計時，應使鉤碼做勻速運動，從表中數(shù)據(jù)可知該同學的實驗結果是違背規(guī)律的，表中的產(chǎn)物數(shù)據(jù)是0.4，由圖更正后，可求得該滑輪組的機械效率為62.5%．
（3）在不改變滑輪組結構，且滑輪與繩子間摩擦不變的情況下．可通過增加物重或減小動滑輪重方法來增大該滑輪組的機械效率．

Answer 1

分析 （1）滑輪組繩子移動的距離與物體上升高度的關系，s=nh，據(jù)此解答；
（2）只有在勻速拉動時，拉力的大小才是不變的，才等于彈簧測力計的示數(shù)；測定滑輪組的機械效率，首先要計算有用功、總功．然后根據(jù)機械效率公式求出機械效率；彈簧測力計讀數(shù)：首先確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)，然后進行讀數(shù)；由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可求機械效率；
（3）若不考慮繩重、繩子和滑輪之間的摩擦，則額外功為克服動滑輪重力所做的功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{動}}{G}}$×100%分析解答．

解答 解：（1）由圖可知，s=3h=3×0.1m=0.3m；
（2）為了使拉力大小不變，更準確地測出拉力的大小，必須勻速拉動彈簧測力計；
W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_總=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，
有用功大于總功是錯誤的；
彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，拉力大小是0.8N，但是表格中記錄的拉力大小是0.4N，所以彈簧測力計讀數(shù)錯誤；
此時的機械效率，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有用}}{Fs}$=$\frac{0.2J}{0.8N×0.3m}$×100%=62.5%；
（3）不考慮繩重、繩子和滑輪之間的摩擦，則滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{動}}{G}}$，
當只增加鉤碼的個數(shù)或減小動滑輪的重時，1+$\frac{{G}_{動}}{G}$減小，滑輪組的機械效率增大，用這兩種方法增大機械效率．
故答案為：（1）0.3；（2）勻速；0.4；62.5%；（3）增加物重；減小動滑輪重．

點評 本題考查了測量滑輪組機械效率的實驗中注意的事項和滑輪組機械效率大小的判斷，明白額外功產(chǎn)生的原因是關鍵．