Question

8．如圖所示，是測定滑輪組機械效率的實驗裝置示意圖，被提升是物體重6N．
（1）實驗操作時，應使彈簧測力計豎直向上做勻速運動．
（2）圖中彈簧測力計拉著物體上升10cm，示數保持不變，則拉力所做的總功是0.72J，滑輪組機械效率是83.3%．
（3）現僅增加所提物體的重力（不計摩擦），拉力所做的額外功將不變（選填“增加”或“不變”），滑輪組的機械效率將增加．
（4）實際測量時，用彈簧測力計靜止時的讀數，作為拉力值，推算的機械效率與實際值相比會偏大（選填“偏大”“偏小”或“相等”）

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的條件可知，測力計不是勻速地移動會影響測力計讀數的準確；
（2）讀取彈簧測力計的示數時，要注意分度值的大小；由圖甲可知，繩子的有效股數為3，根據W_有用=Gh求出有用功；
根據s=3h求出拉力移動距離，根據W_總=Fs求出總功；
再根據η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率；
（3）被提升物重改變，有用功改變額外功不變，機械效率改變；
（4）物體被拉動時要克服摩擦，拉力比靜止時要大些．

解答 解：（1）實驗中測拉力時，應在動滑輪下掛上鉤碼，線繩的自由端掛在彈簧測力計的掛鉤上，使彈簧測力計豎直向上勻速上升，讀出測力計在移動時的示數；
（2）圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，其示數為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，繩子的有效股數為3，繩端移動的距離：s=nh=3×0.1m=0.3m，
拉力做的總功：W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
（3）僅增加所提物體的重力（不計摩擦），拉力所做的額外功不變，有用功增大，所以有用功在總功中所占的比例變大，機械效率變大；
（4）拉動時要克服輪與軸、繩與輪的摩擦，若用彈簧測力計靜止時的讀數作為拉力值，拉力會偏小，總功偏小，計算出的機械效率值會偏大．
故答案為：（1）勻速；（2）0.72；83.3%；（3）不變；增加；（4）偏大．

點評 本題考查彈簧測力計的使用和讀數、有用功、總功、機械效率的計算以及影響滑輪組機械效率的因素；滑輪組的機械效率與提升物體的物重有關，同一滑輪組，提升物體重力越大，機械效率越大；還要明確額外功的產生原因．