Question

19．小瑞和小昌同學(xué)在準(zhǔn)備做“測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
（1）準(zhǔn)備了下列器材：鉤碼、天平、滑輪組、細(xì)繩，還應(yīng)準(zhǔn)備彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺器材，其中多余的器材是天平．
（2）實(shí)驗(yàn)的原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$．
（3）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)保持向上方向拉，并使鉤碼做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（4）下表是他們小組的同學(xué)在用如圖所示滑輪組實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)：

拉力F（N）	鉤碼重G（N）	線端提升距離S（m）	鉤碼上升高度h（m）	W有（J）	W總（J）	效率η（%）
0.5	1.2	0.4	0.2	0.24	0.3

上表中數(shù)據(jù)肯定有錯(cuò)誤的是線端提升距離，該滑輪組的機(jī)械效率是80%．
（5）利用該滑輪組來(lái)提升重物，要提高機(jī)構(gòu)效率，可行的方法是減小動(dòng)滑輪重或增大提升物體的重力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$來(lái)確定所需的測(cè)量?jī)x器；
（2）滑輪組機(jī)械效率是指有用功與總功之比；
（3）只有在勻速拉動(dòng)時(shí)，拉力的大小才是不變的，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是不變的，才能快速準(zhǔn)確測(cè)出拉力的大�。�
（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合圖中滑輪組繩子的段數(shù)分析答題；根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用效率公式求出滑輪組效率；
（5）通過(guò)減小額外功，增加有用功可以提高滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）由機(jī)械效率的概念可知，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$可知，實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量G、F及s、h，因此要用到彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；其中多余的器材是天平；
（2）根據(jù)機(jī)械效率的概念可知，實(shí)驗(yàn)的原理是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$；
（3）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣彈簧測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才反映了拉力的大��；
（4）由圖可知滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體上升高度為0.2m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離應(yīng)該是0.6m，而不是0.4m，因此錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：線端提升距離；
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{0.24J}{0.3J}$×100%=80%；
（5）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$可知，提高滑輪組機(jī)械效率的方法是減小額外功，增加有用功，即減小動(dòng)滑輪重或增大提升物體的重力．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；天平；（2）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$；（3）上；勻速直線；（4）線端提升距離；80%；（5）減小動(dòng)滑輪重或增大提升物體的重力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、求滑輪組效率等問(wèn)題，根據(jù)圖象求出承重繩子的有效股數(shù)是正確解題的前提與關(guān)鍵．