Question

18．如圖所示，在“測滑輪組機械效率”的實驗中，若物體重6N．
（1）實驗時應沿豎直向上方向勻速拉動彈簧測力計．若物體上升高度為10cm，繩子自由端上升30cm，此時彈簧測力計的示數如圖所示是2.4N，則滑輪組的機械效率是83.3%．
（2）若僅增加物體的重力（不計摩擦），該滑輪組的機械效率將增大．（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）為什么滑輪組的機械效率小于1？

Answer 1

分析 （1）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；
②由圖可知，滑輪組繩子的有效股數，根據s=nh求出彈簧測力計向上移動的距離；
③根據彈簧測力計的分度值讀出拉力的大��；
④根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出該滑輪組的機械效率；
（2）增加鉤碼的個數可使有用功增大，在額外功不變的情況下，機械效率將增大；
（3）使用機械時，不可避免地要做額外功，據此分析解答．

解答 解：（1）①實驗時要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，這樣示數才會穩定，所讀出的數值才等于拉力的大��；
②由圖可知，n=3，則彈簧測力計向上移動的距離s=nh=3×10cm=30cm；
③圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，其示數為2.4N；
④該滑輪組的機械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{6N}{3×2.4N}$×100%≈83.3%；
（2）在滑輪組其它條件不變的情況下，僅增加鉤碼的個數，相當于增大了有用功的比例，因此，其機械效率會增大；
（3）使用機械時，不可避免地要做額外功，所以總功一定大于有用功；
由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%可知，機械效率小于1．
故答案為：
（1）勻速；30；2.4；83.3%；
（2）增大；
（3）使用機械時，不可避免地要做額外功，總功一定大于有用功，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%可知，機械效率小于1．

點評 在測滑輪組機械效率的實驗中，要注意彈簧測力計的用法與讀數，要明確滑輪組用幾段繩子承擔物重，還要會利用機械效率的公式進行計算，這些都是完成該實驗的基本要求，同時要注意使用機械時不可避免地要做額外功．