Question

12．某學(xué)習(xí)小組使用幾個相同的滑輪分別進(jìn)行機(jī)械效率的測定，如圖所示．他們將測得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測力計移動的距離s，并將計算出的有用功W_有用、總功W_總和機(jī)械效率η數(shù)據(jù)一并記入表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）表格中數(shù)據(jù)★=74.1%．
（2）比較實(shí)驗1、2，第2次的機(jī)械效率較低，主要原因是有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多．
（3）比較實(shí)驗2、3，影響這兩次實(shí)驗機(jī)械效率不同的主要因素是摩擦，使用滑輪組的優(yōu)點(diǎn)是可以省力和可以改變用力方向．
（4）若在實(shí)驗2中用一個更輕的滑輪替代原來的滑輪提升同樣的鉤碼，裝置的機(jī)械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；若在實(shí)驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，裝置的機(jī)械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出滑輪組的機(jī)械效率；
（2）滑輪組的機(jī)械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關(guān)系；
（3）使用滑輪組可以省力，有時還能改變力的方向；
（4）在實(shí)驗2中用一個更輕的滑輪替代原來的滑輪提升同樣的鉤碼，有用功不變，額外功減小，有用功占總功的比例變大，滑輪組的機(jī)械效率變大；
在實(shí)驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼時，有用功增大，額外功不變，有用功占總功的比例變大，滑輪組的機(jī)械效率變大．

解答 解：
（1）第3次實(shí)驗時，滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）實(shí)驗1、2提起的物重相同、繩重相同，摩擦比較小，實(shí)驗1不需要對定滑輪做額外功，實(shí)驗2要對動滑輪做額外功，所以有用功相同時，實(shí)驗2使用動滑輪做的額外功多，實(shí)驗2的機(jī)械效率較低；
（3）實(shí)驗2、3提起的物重相同，動滑輪相同，繩重相同，摩擦不同，所以影響這兩次試驗機(jī)械效率不同的主要原因是摩擦；
使用滑輪組時，由于有動滑輪可以省力，由于有定滑輪可以改變力的方向，所以使用滑輪組時，可以省力，可以改變力的方向；
（4）在實(shí)驗2中用一個更輕的滑輪替代原來的滑輪提升同樣的鉤碼，有用功不變，額外功減小，有用功占總功的比例變大，滑輪組的機(jī)械效率變大；
在實(shí)驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼時，有用功增大，額外功不變，有用功占總功的比例變大，滑輪組的機(jī)械效率變大．
故答案為：（1）74.1%；（2）有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多；（3）摩擦；可以省力和可以改變用力方向；（4）變大；變大．

點(diǎn)評 （1）滑輪組的機(jī)械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關(guān)系；
（2）對于滑輪組機(jī)械效率的計算問題，首先確定有用功和總功的計算，然后根據(jù)公式計算機(jī)械效率．