Question

19．某學(xué)習(xí)小組使用幾個(gè)相同的滑輪分別進(jìn)行機(jī)械效率的測定，如圖所示．他們將測得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測力計(jì)移動(dòng)的距離s，并將計(jì)算出的有用功W_有用、總功W_總和機(jī)械效率η數(shù)據(jù)一并記入如表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	①	②

（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng) 豎直向上拉動(dòng)彈簧測力計(jì)．表格中數(shù)據(jù)①0.27J，②74.1%；
（2）比較實(shí)驗(yàn)1、2，第2次的機(jī)械效率較低，主要原因是有用功相同時(shí)，使用動(dòng)滑輪做的額外功多；
（3）比較實(shí)驗(yàn)2、3，影響這兩次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要因素是摩擦力不同，使用滑輪組的優(yōu)點(diǎn)是既可以省力，又可以改變用力方向．
（4）在實(shí)驗(yàn)3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，裝置的機(jī)械效率將變大（變大/變小/不變）．
（5）有的同學(xué)認(rèn)為：“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高”．你認(rèn)為這句話是錯(cuò)誤的（正確/錯(cuò)誤）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W_總=Fs計(jì)算總功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出滑輪組的機(jī)械效率；
（2）利用定滑輪只克服摩擦做額外功，利用動(dòng)滑輪除了要克服摩擦力，還要克服動(dòng)滑輪的重力，根據(jù)圖示分析機(jī)械效率低的原因；
（3）使用滑輪組可以省力，有時(shí)還能改變力的方向；
（4）提高被提升物體的重力，則增加有用功，機(jī)械效率增大；
（5）機(jī)械效率是指有用功與總功的比值，機(jī)械效率高說明有用功與總功的比值大．

解答 解：
（1）第三次實(shí)驗(yàn)的總功：W_總=Fs=0.9N×0.3m=0.27J；
機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．實(shí)驗(yàn)1、2提起的物重相同、繩重相同，摩擦比較小，實(shí)驗(yàn)1不需要對(duì)定滑輪做額外功，實(shí)驗(yàn)2要對(duì)動(dòng)滑輪做額外功，所以有用功相同時(shí)，實(shí)驗(yàn)2使用動(dòng)滑輪做的額外功多，實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率較低；
（3）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．實(shí)驗(yàn)2、3提起的物重相同，動(dòng)滑輪相同，繩重相同，摩擦不同，所以影響這兩次試驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要原因是摩擦；
使用滑輪組時(shí)，由于有動(dòng)滑輪可以省力，由于有定滑輪可以改變力的方向，所以使用滑輪組時(shí)，可以省力，可以改變力的方向．
（4）裝置下再加掛一只相同的鉤碼，額外功不變，有用功增大，裝置的機(jī)械效率將增大；
（5）機(jī)械效率高說明有用功與總功的比值大，與機(jī)械省不省力無關(guān)，故此說法錯(cuò)誤．
故答案為：（1）①0.27；②74.1%；（2）有用功相同時(shí)，使用動(dòng)滑輪做的額外功多；（3）摩擦力不同；省力；改變用力方向；（4）變大；（5）錯(cuò)誤．

點(diǎn)評(píng) （1）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)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．
（2）對(duì)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算問題，首先確定有用功和總功的計(jì)算，然后根據(jù)公式計(jì)算機(jī)械效率．