15.小亮和不宏在“測(cè)定定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,使用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,她們分別記下了彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼的位置.
(1)小宏勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使鉤碼勻速升高,并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為0.5N同時(shí)小雪用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度為0.2m,以上測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤,其他被測(cè)物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表:
鉤碼重/N彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度/m有用功/J總功/J機(jī)械效率
10.40.20.2100%
(2)小亮和小宏測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為100%,她們意識(shí)到出了錯(cuò)誤.請(qǐng)你幫助找出原因彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)誤.
(3)該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為66.7%.
(4)若提升的鉤碼重增加到6N,則該滑輪組的機(jī)械效率將變大(選填“變大”、“變小”或“不變”).

分析 (1)利用二力的平衡,只有豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大;
(2)根據(jù)機(jī)械效率的概念η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$分析G、h、F、s是否出現(xiàn)問(wèn)題,分析出承擔(dān)物重的繩子段數(shù),根據(jù)s=nh判斷s是否正確;
(3)將正確的數(shù)據(jù)代入公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$即可求解;
(4)掌握滑輪組機(jī)械效率與物重的關(guān)系,同一滑輪組,被提升的物重越大,機(jī)械效率越高.

解答 解:
(1)根據(jù)二力平衡知,只有豎直向上勻速直線(xiàn)拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí),拉力才等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
(2)由圖知,此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重,所以s=3h=3×0.2m=0.6m,
而表格中數(shù)據(jù)為0.4m,所以彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度出現(xiàn)了錯(cuò)誤;
(3)滑輪組的實(shí)際機(jī)械效率為:η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.2m}{0.5N×0.6m}$×100%≈66.7%;
(4)若被提升的物重變大,由于同一滑輪組,額外功不變,有用功變大,所以有用功在總功中所占的比值變大,機(jī)械效率變大.
故答案為:(1)勻速;(2)彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)誤;(3)66.7%;(4)變大.

點(diǎn)評(píng) 此題是“測(cè)定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn),本題考查了二力平衡的應(yīng)用和滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算,關(guān)鍵是根據(jù)滑輪組得出繩子的有效股數(shù).

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