Question

14．小李在測定某滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，得到下表中的兩組數(shù)據(jù)：

序號(hào)	物重（N）	提升高度（m）	繩端拉力（N）	繩端移動(dòng)距離（m）	機(jī)械效率
1	3	1	1.5	4	50%
2	8	1	2.5	4	80%

（1）完成表格中空格．
（2）該實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)裝置圖是如圖中的甲（填“甲”或“乙”）．
（3）小李想到計(jì)算機(jī)械效率還可用η=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$，于是用彈簧測力計(jì)測得動(dòng)滑輪重，代入上式計(jì)算后發(fā)現(xiàn)比實(shí)際測得的機(jī)械效率值偏大，請(qǐng)分析額外功是克服動(dòng)滑輪重力、細(xì)線重力和摩擦力做功．
（4）為了減小測量誤差，小李認(rèn)為滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)取兩次測量的平均值，你認(rèn)為是錯(cuò)誤的（填“正確”或“錯(cuò)誤”）的，原因是滑輪組的機(jī)械效率隨物重改變而改變．

Answer 1

分析 （1）分別根據(jù)W_有=Gh和W_總=Fs求出有用功和總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求機(jī)械效率；
（2）根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體升高的高度h之間的關(guān)系：s=nh，確定重物和動(dòng)滑輪由幾段繩子承擔(dān)，據(jù)此判斷；
（3）根據(jù)η=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$的適用條件分析回答；
（4）明確多次測量平均值的前提條件．

解答 解：（1）做的有用功W_有=Gh=8N×1m=8J；做的總功W_總=Fs=2.5N×4m=10J，
則機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{8J}{10J}$×100%=80%；
（2）根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體升高的高度h之間的關(guān)系：s=nh，可得n=$\frac{s}{h}$=$\frac{4m}{1m}$=4，即重物和動(dòng)滑輪由4繩子承擔(dān)，故選用的是甲圖；
（3）在不計(jì)算摩擦和繩子重的情況下的情況下，額定外功的唯一來源就是克服動(dòng)滑輪自重，根據(jù)總功等于有用功加額定外功，此時(shí)總功才等于Gh+G_動(dòng)h，但在實(shí)驗(yàn)操作中，細(xì)線重力和摩擦力總是存在的，所以：Gh+G_動(dòng)h小于實(shí)際做的總功，而有用功Gh不變，所以，小李用η=$\frac{Gh}{（G+{G}_{動(dòng)}）h}$計(jì)算機(jī)械效率偏大了；
（4）對(duì)同一個(gè)物理量的測量，僅由于誤差的因素而導(dǎo)致測量結(jié)果的不同，多次測量取平均值可以減小誤差，而本題中，用甲裝置測量了兩次機(jī)械效率，從表中數(shù)據(jù)可看出，由于物重不同，導(dǎo)致機(jī)械效率不同，即滑輪組的機(jī)械效率隨物重改變而改變，將兩個(gè)不同的機(jī)械效率取平均值是沒有意義的，也是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）80%；
（2）甲；
（3）動(dòng)滑輪重力、細(xì)線重力和摩擦力；
（4）錯(cuò)誤，滑輪組的機(jī)械效率隨物重改變而改變．

點(diǎn)評(píng) 本題測定某滑輪組的機(jī)械效率，考查機(jī)械效率的計(jì)算、額外功來源的分析及數(shù)據(jù)的處理方法，綜合性較強(qiáng)．