Question

13．某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在如表中．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/m	繩端的拉力/N	繩端移動(dòng)的距離/m	機(jī)械效率
1	4	0.10	1.8	0.3
2	6	0.10	2.5	0.3
3	6	0.15	2.5

（1）實(shí)驗(yàn)中，使用滑輪組提升重物時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）第三次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動(dòng)的距離為0.45m，滑輪組的機(jī)械效率為80%．
（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同一滑輪組提升重物的重力變大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變化，是因?yàn)楦鶕?jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$，當(dāng)額外功一定時(shí)，有用功越大，機(jī)械效率越高．

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力大小不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）重物和動(dòng)滑輪有三段繩子承擔(dān)，繩子移動(dòng)的距離物體升高距離的3倍；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；
（3）根據(jù)1、2次實(shí)驗(yàn)中的物重、物體升高的距離、彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，求出機(jī)械效率，然后得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證拉力大小恒定．
（2）由圖示可知，滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=3，
第3次測(cè)量中，彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s=nh=3×0.15m=0.45m；
滑輪組的機(jī)械效率：
η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.15m}{2.5N×0.45m}$×100%=80%；
（3）根據(jù)第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，機(jī)械效率分別為：
η₁=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{總1}}$×100%=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%；
η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{總2}}$×100%=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.5N×0.3m}$×100%=80%；
兩次所用滑輪組相同，因此在額外功一定時(shí)，有用功越大，機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）0.45m；80%；（3）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$；額外功；高．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率跟提起的物重有關(guān)，跟物體升高的距離、移動(dòng)的速度、繩子的繞法無(wú)關(guān)．通過(guò)增加提起的物重來(lái)提高機(jī)械效率．