Question

19．在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)按正確方法操作，如圖是他實(shí)驗(yàn)中的情景，下表是他記錄的一組數(shù)據(jù)，

鉤碼總重G（N）	鉤碼上升高度h（cm）	測(cè)力計(jì)拉力F（N）	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s（cm）
5	10	1.4	30

（1）由表中數(shù)據(jù)可計(jì)算出，滑輪組對(duì)鉤碼做的有用功為0.5J，人做的總功為0.42J．
（2）對(duì)以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，其不合理之處是有用功大于總功，結(jié)合測(cè)力計(jì)放大圖，可知小強(qiáng)的錯(cuò)誤是彈簧測(cè)力讀數(shù)錯(cuò)誤．
（3）在該次實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)該是92.6%（保留l位小數(shù)）；若測(cè)出動(dòng)滑輪的重為0.3N，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中克服摩擦和繩重所做的額外功為0.01J．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由功的計(jì)算公式W=Fs可以求出有用功與總功．
（2）有用功不可能大于總功，從總功與有用功的關(guān)系分析答題；根據(jù)圖示彈簧測(cè)力分析錯(cuò)誤原因．
（3）先根據(jù)W_總=Fs計(jì)算出總功，由效率公式可以求出滑輪組的效率．額外功等于總功減去有用功，根據(jù)W=Gh求出克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功，總的額外功減去克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功即為克服繩重和摩擦做的額外功．

解答 解：（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，W_有用=Gh=5N×0.1m=0.5J，W_總=Fs=1.4N×0.3m=0.42J；
（2）由（1）可知，有用功大于總功，這是不可能的；由圖示彈簧測(cè)力計(jì)可知，彈簧測(cè)力計(jì)分度值是0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)所示應(yīng)該是1.8N，而不是1.4N．
（3）總功應(yīng)該為W_總=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，滑輪組效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.5J}{0.54J}$×100%≈92.6%；
克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功：
W_動(dòng)=G_動(dòng)h=0.3N×0.1m=0.03J，
額外功：
W_額=W_總-W_有=0.54J-0.5J=0.04J，
克服繩重和摩擦做的額外功：
W_額′=W_額-W_動(dòng)=0.04J-0.03J=0.01J．
故答案為：（1）0.5；0.42；（2）有用功大于總功；彈簧測(cè)力讀數(shù)錯(cuò)誤；（3）92.6%；0.01．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算，是一道基礎(chǔ)性題目．在此題中，明確各力與距離的關(guān)系，熟練運(yùn)動(dòng)功、機(jī)械效率的公式進(jìn)行計(jì)算是對(duì)我們的基本要求，同時(shí)，在具體實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)也是我們?nèi)菀壮鲥e(cuò)之處，應(yīng)引起關(guān)注．