Question

在測定滑輪組機械效率的實驗中，測得的數據如下表所示：

鉤碼重（N）	彈簧測力計讀數（N）	鉤碼移動的距離（m）	彈簧測力計移動的距離（m）	有用功（J）	總功（J）	機械效率
4.5	1.8	0.1	0.3

（1）在表中空白處分別寫出有用功、總功和機械效率的值；
（2）畫出滑輪組的繞法；
（3）實驗時，應使彈簧測力計做______運動．
（4）若增加鉤碼，滑輪組的機械效率將______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據公式W_有用=Gh，W_總=Fs，η=可求出表格中的數據；
（2）根據s與h的關系可判斷滑輪組承擔物重的繩子的段數，再據此畫出其繞繩方法；
（3）因為繩子的自由端與動滑輪連接，所以彈簧測力計勻速豎直接動時，其示數才能準確反應所承擔拉力的大小；
（4）增加鉤碼相當于在額外功不變的情況下，增加有用功，所以機械效率將增大．
解答：解：（1）W_有用=Gh=4.5N×0.1m=0.45J；W_總=Fs=1.8N×0.3m=0.54J；η===83.3%．

鉤碼重（N）	彈簧測力計讀數（N）	鉤碼移動的距離（m）	彈簧測力計移動的距離（m）	有用功（J）	總功（J）	機械效率
4.5	1.8	0.1	0.3	0.45	0.54	83.3%

（2）因為s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，如圖；
 
（3）根據二力平衡，同時也為了使拉力的方向與滑輪的直徑垂直，應勻速豎直拉動彈簧測力計；
（4）在額外功不變的情況下，增加鉤碼重，有用功會增加，所以機械效率會增大．
故答案為：（1）見表格；（2）如圖；（3）勻速豎直；（4）增大．
點評：（1）熟練掌握功和機械效率的公式是計算結果的關鍵；
（2）先判斷s與h的關系，再連接滑輪組，才是正確的做法；
（3）解決此問題用到了二力平衡和動滑輪的實質是省力杠桿兩方面的知識；
（4）明確有用功、額外功、總功的關系，才能在條件改變時判斷機械效率的變化．