Question

7．用如圖甲的裝置探究動滑輪的機械效率η與被提升物體重G物的關(guān)系：
（1）實驗時，應(yīng)勻速豎直向上拉動彈簧測力計．
（2）改變被提升物體重，用同一動滑輪進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙的圖象，分析可知：同一動滑輪，被提升物體所受的重力越大時，滑輪組的機械效率越高．
（3）分析圖象中的A點可知，動滑輪所受的重力為1N．（忽略繩重和摩擦）
（4）若用甲圖的動滑輪和物體，改組裝成丙圖的情況，當把甲、丙兩圖中的物體提升相同的高度，甲、丙兩滑輪的機械效率之間的關(guān)系是η_甲＜η_丙（忽略繩重和摩擦）

Answer 1

分析 （1）只有勻速拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定．
（2）根據(jù)機械效率與物重的關(guān)系得出相應(yīng)的結(jié)論；
（3）根據(jù)A點的位置，讀出機械效率和物體的重力，再根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{輪}h}$求出動滑輪的重力；
（4）分析有用功和總功的關(guān)系，得出機械效率的關(guān)系．

解答 解：（1）實驗中應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定．
（2）根據(jù)圖象可知，動滑輪的重力不變，被提升物體的重力增加時，滑輪組的機械效率變大，故同一動滑輪，被提升物體所受的重力越大時，滑輪組的機械效率高；
（3）由圖可知，A點的機械效率為80%，此時物體的重力為G=4N，
忽略繩重和摩擦，
則：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{輪}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{輪}}$，
則動滑輪的重力為：G_輪=$\frac{G}{η}-G$=$\frac{4N}{80%}$-4N=1N；
（4）把甲圖的滑輪組改裝成丙圖，把相同物體提升相同的高度，所做有用功不變；
忽略繩重和摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功，
甲圖中動滑輪上升的高度等于物體上升的高度，丙圖中由于動力作用在動滑輪的軸上，費力但省距離，則動滑輪上升的高度為物體上升高度的一半，故丙圖所做的額外功少、總功少，丙圖的機械效率高，即η_甲＜η_丙．
故答案為：（1）勻速；（2）高；（3）1；（4）＜．

點評 本題主要考查了對機械效率概念的理解及其計算，（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．