Question

10．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某小組利用如圖所示裝置測(cè)得了四組數(shù)據(jù)，如表．    

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	6	10	2.2	26
4	12	10	4.2	30

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，并且要分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置，是為了測(cè)量鉤碼上升的高度和測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離．
（2）前三次實(shí)驗(yàn)中，第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)剔除．
（3）第四次實(shí)驗(yàn)中，有用功是1.2J，總功是1.26J，滑輪組的機(jī)械效率為95.2%．（保留一位小數(shù)）
（4）根據(jù)以上信息，可見滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān)，增加物重可以提高機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)過程中要緩慢勻速直線拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
要測(cè)滑輪組的機(jī)械效率，需測(cè)出G、h、F、s，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$計(jì)算，所以需要測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，從而計(jì)算有用功和總功；
（2）分析表格中，每次滑輪組繩子的有效股數(shù)即可判斷前三次實(shí)驗(yàn)中不合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出第四次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率，即可得出結(jié)論；
使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直緩慢向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
實(shí)驗(yàn)中要分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置，為了測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，從而計(jì)算有用功和總功；
（2）由表中1、2、4組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離是物體上升高度的3倍，由此可知滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，由表中第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體上升高度為10cm，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離應(yīng)該是30cm，而不是26cm，所以應(yīng)當(dāng)剔除；
（3）第四次實(shí)驗(yàn)中，
有用功是W_有=Gh₄=12N×0.1m=1.2J，
總功是W_總=Fs₄=4.2N×0.3m=1.26J，
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{1.2J}{1.26J}$×100%≈95.2%；
（4）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，重物重力相同而重物被提升的高度不同，滑輪組的機(jī)械效率相同，由此可知：滑輪組的機(jī)械效率與物體提升的高度無(wú)關(guān)，與提升的物重有關(guān)；使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機(jī)械效率變大．
故答案為：（1）豎直向上勻速；鉤碼上升的高度；測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離；（2）3；（3）1.2；1.26；95.2%；（4）物重；增加物重．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率與物體重力、摩擦力、機(jī)械本身重力有關(guān)．要提高機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被吊物體重力．