Question

15．如圖甲所示，是測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的示意圖．用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子的自由端，將3.6N的重物從A位置勻速提升到A′位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置勻速豎直上升到B′位置，在這個(gè)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成下列問(wèn)題：（取g=10N/kg，刻度尺的最小刻度為1cm）
（1）在測(cè)量過(guò)程中，必須豎直向上勻速拉動(dòng)繩端；
（2）該滑輪組的機(jī)械效率是75%．
（3）若將重物由3.6N增加到6N，該滑輪組的機(jī)械效率將增大（填：“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)繩子未豎直向上拉動(dòng)時(shí)，當(dāng)繩子未勻速上升時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就不等于繩子的拉力．
（2）知道物體重力，讀出拉力大小；求出物體升高的距離、繩子自由端移動(dòng)的距離．求出有用功、總功，利用效率公式求出機(jī)械效率；
（3）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的個(gè)數(shù)，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．

解答 解：
（1）測(cè)量時(shí)，必須豎直向上勻速直線拉動(dòng)繩子，才能保證拉力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并且大小不變；
（2）由圖乙可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，拉力大小F=2.4N，
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N．
h=15cm-5cm=10cm=0.1m，
s=60cm-40cm=20cm=0.2m，
W_有=Gh=3.6×0.1m=0.36J．
W_總=Fs=2.4N×0.2m=0.48J．
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{0.36J}{0.48J}$×100%=75%；
（3）整個(gè)滑輪組保持不變，即額外功不變．因?yàn)閷?duì)重物做的功為有用功，將重物由3.6N增加到6N，則增大了有用功，機(jī)械效率就會(huì)增大．
故答案為：
（1）豎直向上勻速；（2）75；（3）增大．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，考查了來(lái)測(cè)力計(jì)、刻度尺的讀數(shù)及功和機(jī)械效率的計(jì)算，在讀數(shù)時(shí)，注意分度值．學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，只知道要豎直向上勻速拉動(dòng)繩子，但是不知道為什么這樣做，其目的是：保證拉力等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．