Question

16．如圖甲是小紅“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)小紅沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼上升10cm，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示，其拉力為2.4N，若每個(gè)物塊重2N，則滑輪組的機(jī)械效率為83.3%．
（2）小紅做完實(shí)驗(yàn)，通過和其他小組交流，了解到滑輪組的機(jī)械效率η與動(dòng)滑輪重G_動(dòng)有關(guān)系，接著她改變動(dòng)滑輪重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙的圖象．由圖象可知：被提升物體所受的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低．若不計(jì)繩重和摩擦，分析圖象中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力為3N．
（3）實(shí)驗(yàn)中，鉤碼上升10cm所用的時(shí)間為1s，則拉力的功率為0.72W．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧測力計(jì)，這樣示數(shù)才與拉力相同，并有利于準(zhǔn)確讀數(shù)；
讀取彈簧測力計(jì)的示數(shù)時(shí)，要注意分度值的大�。�
明確滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重后，就可以判斷鉤碼提升高度與彈簧測力計(jì)移動(dòng)距離的關(guān)系，利用公式計(jì)算機(jī)械效率；
（2）根據(jù)機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重的關(guān)系得出相應(yīng)的結(jié)論；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$即可求出被提升物體所受的重力；
（3）動(dòng)力的功率應(yīng)該用動(dòng)力所做的功，除以做功的時(shí)間，即運(yùn)用公式P=$\frac{W}{t}$來計(jì)算．

解答 解：
（1）①實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
②彈簧測力計(jì)的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N；
③物體的重力G=3×2N=6N，鉤碼上升的高度h=10cm=0.1m，
由圖可知，n=3，繩端移動(dòng)距離s=nh=3×0.1m=0.3m，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）根據(jù)圖丙可知，被提升物體所受的重力相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低．
根據(jù)圖象可知，當(dāng)動(dòng)滑輪中為1N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為75%，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{動(dòng)}}$得，
G=$\frac{η{G}_{動(dòng)}}{1-η}$=$\frac{75%×1N}{1-75%}$=3N；
（3）鉤碼上升10cm時(shí)，動(dòng)力端移動(dòng)的距離為30cm，則動(dòng)力所做的功W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
則動(dòng)力的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.72J}{1s}$=0.72W．
故答案為：（1）勻速；2.4；83.3%；（2）低；3；（3）0.72．

點(diǎn)評 本題考查了探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)，要知道物體越重，做的有用功越多，機(jī)械效率越高；動(dòng)滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．