Question

20．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小麗用同一滑輪組提升不同的物體，如圖甲、乙所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物體重力/N	提升高度/m	拉力/N	繩端移動(dòng)的距離/m	機(jī)械效率η
1	3	0.1	2.0	0.3	50%
2	6	0.1	①	0.3	②

（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體升高．
（2）圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.2N，表格中②處數(shù)據(jù)應(yīng)為62.5%．
（3）如圖丙所示，將滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，提升相同的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率不變（選填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高；
（2）由測(cè)力計(jì)分度值讀數(shù)，分別計(jì)算出有用功和總功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求第3次的機(jī)械效率；
（3）不計(jì)摩擦及繩重，額外功的來源是克服動(dòng)滑輪自重做的功，
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{動(dòng)}h+{G}_{物}h}$，分析討論滑輪組的機(jī)械效率的變化．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，此時(shí)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)才等于拉力大��；
（2）由圖可知，測(cè)力計(jì)分度值為0.2N，示數(shù)為3.2N；
有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
總功：W_總=Fs=3.2N×0.3m=0.96J，
第2次機(jī)械效率為：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.96J}$×100%=62.5%；
①處數(shù)據(jù)應(yīng)為 3.2，編號(hào)②處數(shù)據(jù)應(yīng)為 62.5%．
（3）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，額外功的來源是克服動(dòng)滑輪自重做的功，
額外功：W_額外=G_動(dòng)h，
有用功：W_有=G_物h，
總功：W_總=W_額外+W_有=G_動(dòng)h+G_物h，
此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{動(dòng)}h+{G}_{物}h}$，
當(dāng)用同一滑輪組提升相同的物體時(shí)，G_動(dòng)與G_物均不變，由上式知，滑輪組的機(jī)械效率不變．
故答案為：（1）勻速；（2）3.2；62.5%；（3）不變．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，考查實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、測(cè)力計(jì)讀數(shù)、機(jī)械效率的計(jì)算和影響機(jī)械效率大小的因素．