Question

16．如圖甲是小紅“測量滑輪組的機械效率”的實驗裝置．
（1）實驗時小紅沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升10cm，彈簧測力計的示數如圖甲所示，其拉力為2.4N，若每個物塊重2N，則滑輪組的機械效率為83.3%．
（2）小紅做完實驗，通過和其他小組交流，了解到滑輪組的機械效率η與動滑輪重G_動有關系，接著她改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數據并繪制出如圖乙的圖象．由圖象可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低．若不計繩重和摩擦，分析圖象中的A點可知，被提升物體所受的重力為3N．
（3）實驗中，鉤碼上升10cm所用的時間為1s，則拉力的功率為0.72W．

Answer 1

分析 （1）實驗中要勻速拉動彈簧測力計，這樣示數才與拉力相同，并有利于準確讀數；
讀取彈簧測力計的示數時，要注意分度值的大��；
明確滑輪組由幾段繩子承擔物重后，就可以判斷鉤碼提升高度與彈簧測力計移動距離的關系，利用公式計算機械效率；
（2）根據機械效率與動滑輪重的關系得出相應的結論；
根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$即可求出被提升物體所受的重力；
（3）動力的功率應該用動力所做的功，除以做功的時間，即運用公式P=$\frac{W}{t}$來計算．

解答 解：
（1）①實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數不變，便于讀數；
②彈簧測力計的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N；
③物體的重力G=3×2N=6N，鉤碼上升的高度h=10cm=0.1m，
由圖可知，n=3，繩端移動距離s=nh=3×0.1m=0.3m，
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）根據圖丙可知，被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低．
根據圖象可知，當動滑輪中為1N時，滑輪組的機械效率為75%，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$得，
G=$\frac{η{G}_{動}}{1-η}$=$\frac{75%×1N}{1-75%}$=3N；
（3）鉤碼上升10cm時，動力端移動的距離為30cm，則動力所做的功W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
則動力的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.72J}{1s}$=0.72W．
故答案為：（1）勻速；2.4；83.3%；（2）低；3；（3）0.72．

點評 本題考查了探究影響滑輪組機械效率因素的實驗，要知道物體越重，做的有用功越多，機械效率越高；動滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低．