Question

17．如圖所示為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，每個(gè)鉤碼2N．（繩重、摩擦和彈簧測(cè)力計(jì)自重均不計(jì)）：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)圖中所示，由圖可知拉力的大小為2.4N，若鉤碼上升的高度為10cm，則有用功是0.6J，總功是0.72J，該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%；動(dòng)滑輪的重力是1.2N．
（3）取下2個(gè)鉤碼，再做實(shí)驗(yàn)，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將會(huì)變�。�（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的條件可知，測(cè)力計(jì)不是勻速地移動(dòng)會(huì)影響測(cè)力計(jì)讀數(shù)的準(zhǔn)確，讀數(shù)時(shí)要看清分度值；
（2）讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)時(shí)，要注意分度值的大��；由圖甲可知，繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)W_有用=Gh求出有用功；根據(jù)s=3h求出拉力移動(dòng)距離，根據(jù)W_總=Fs求出總功；再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；不計(jì)繩重、摩擦和彈簧測(cè)力計(jì)自重，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)）計(jì)算出動(dòng)滑輪的重力大��；
（3）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，減少鉤碼的個(gè)數(shù)可使有用功變小，在額外功不變的情況下，機(jī)械效率將變�。�

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)在動(dòng)滑輪下掛上鉤碼，線繩的自由端掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，使彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速上升，讀出測(cè)力計(jì)在移動(dòng)時(shí)的示數(shù)；
（2）圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，其示數(shù)為2.4N，即拉力的大小為F=2.4N；
有用功：W_有用=Gh=3×2N×0.1m=0.6J；
由圖可知，繩子的有效股數(shù)為3，繩端移動(dòng)的距離：s=nh=3×0.1m=0.3m，
拉力做的總功：W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
不計(jì)繩重、摩擦和彈簧測(cè)力計(jì)自重時(shí)：
F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動(dòng)），
即2.4N=$\frac{1}{3}$（6N+G_動(dòng)），
解得：G_動(dòng)=1.2N；
（3）在它條件不變的情況下，做的額外功不變，減少鉤碼的個(gè)數(shù)，減小了有用功，相當(dāng)于減小了有用功的比例，因此，其機(jī)械效率會(huì)變�。�
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；0.6；0.72；83.3%；1.2N；（3）變�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)、有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算以及影響滑輪組機(jī)械效率的因素；滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升物體重力越大，機(jī)械效率越大；還要明確額外功的產(chǎn)生原因．