Question

20．某同學(xué)想測定用滑輪組提升重物時的機(jī)械效率．
（1）實(shí)驗中我們要沿豎直方向勻速拉動物體；如在實(shí)驗中刻度尺折斷無法使用，則該同學(xué)能（能、不能）順利完成實(shí)驗．
（2）該同學(xué)在實(shí)驗中記錄的實(shí)驗數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗次數(shù)	鉤碼重力（N）	鉤碼上升 的高度（m）	彈簧測力計示數(shù)（N）	彈簧測力計移動的距離（m）
1	1	0.1	0.5	0.3
2	2

（3）根據(jù)其實(shí)驗記錄，請在右圖中畫出該同學(xué)所用的滑輪組的繞線方式．
（4）該同學(xué)第一次實(shí)驗得出的機(jī)械效率的大小為η₁=66.7%．由于時間關(guān)系，第二次實(shí)驗盡管沒出完成，但我們根據(jù)所學(xué)知識就可知道，其機(jī)械效率η₂大于η₁（填“大于、等于或小于”），這是因為動滑輪重一定，物重越大，機(jī)械效率越大．

Answer 1

分析 （1）由二力平衡的條件可知，只有物體做勻速直線運(yùn)功時，彈簧測力計的示數(shù)和繩子的拉力相等；
若沒有刻度尺，則可根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{G}{nF}$計算出滑輪組的機(jī)械效率．
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，使用滑輪組，當(dāng)將重物提升0.1m時，繩子自由端移動了0.3m，則s=3h，據(jù)此求出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，據(jù)此畫出繞法（從動滑輪的上掛鉤繞起）；
（4）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$即可求出第一次實(shí)驗時滑輪組的機(jī)械效率；
使用滑輪組時，做的額外功不變，增加物重，增加了有用功，因此機(jī)械效率會變大．

解答 解：
（1）由二力平衡的條件可知，只有豎直勻速拉動彈簧測力計時，彈簧測力計的示數(shù)才和繩子的拉力相等；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$可知，若沒有刻度尺，也能測出滑輪組的機(jī)械效率，測出G和F，確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)即可；
（3）繩子自由端移動的距離s=0.3m，物體升高h(yuǎn)=0.1m，
則承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，
從動滑輪的上掛鉤繞起，滑輪組的繞法如圖所示：

（4）第一次的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.1m}{0.5N×0.3m}$×100%≈66.7%；
使用同一滑輪組，額外功不變，增加物重，增加了有用功，則有用功占總功的比例變大，故滑輪組的機(jī)械效率變大，因此第二次實(shí)驗時滑輪組的機(jī)械效率大于第一次的機(jī)械效率；故動滑輪重一定，物重越大，機(jī)械效率越大．
故答案為：（1）豎直；勻速；能；（3）見上圖；（4）66.7%；大于；動滑輪重一定，物重越大，機(jī)械效率越大．

點(diǎn)評 此題主要考查了滑輪組的機(jī)械效率的計算，同時還考查了滑輪組的組裝及滑輪組機(jī)械效率與物重的關(guān)系．