Question

12．用如圖甲所示的裝置探究滑輪組的機械效率與被提升物體重G_物的關(guān)系：
（1）為了測量繩子自由端的拉力F，A同學(xué)認為應(yīng)該在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，B同學(xué)認為應(yīng)該在緩慢勻速提升時讀數(shù)，正確的是B（選填“A”或“B”）同學(xué)的方法．
（2）改變被提升物體的重力，用同一滑輪組進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖象，分析可知，被提升物體的重力越大時，滑輪組的機械效率越大．
（3）忽略繩重和摩擦，分析圖象可知，A點對應(yīng)的機械效率是80%．

Answer 1

分析 （1）為了正確測量拉力，應(yīng)沿豎直方向緩慢勻速提升拉動測力計；
（2）根據(jù)圖象分析，得出機械效率與被提升物體重力的關(guān)系；
（3）由圖乙，在忽略繩重和摩擦，故額外功的唯一來源是克服動滑輪自重做的功，據(jù)此得出機械效率的表達式，求出動滑輪重，從而求出A點的機械效率．

解答 解：（1）若在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，則沒有測量出其中的摩擦力的大小，為了正確測量出拉力大小，實驗時，應(yīng)緩慢勻速拉動彈簧測力計；
（2）由圖乙知，被提升物體的重力越大，滑輪組的機械效率越高；
（3）忽略繩重和摩擦，故額外功的唯一來源是克服動滑輪自重做的功，
W_額外=G_動h，有用功W_有=Gh，W_總=W_有+W_額外，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}=\frac{Gh}{Gh{+G}_{動}h}$=$\frac{G}{G{+G}_{動}}$，由圖象知，當G=100N時，η=50%，則：
50%=$\frac{100N}{100N{+G}_{動}}$，
解得G_動=100N；動滑輪自重不變，
當物重為400N時，η′=$\frac{G′}{G′{+G}_{動}}$×100%=$\frac{400N}{400N+100N}$×100%=80%；
故答案為：（1）B；（2）大；（3）80%．

點評 本題主要考查了對機械效率概念的理解及其計算和從圖象獲取有效信息的能力，（3）是該題的難點，解決的關(guān)鍵是根據(jù)圖象信息計算出動滑輪的重力．