Question

6．測(cè)滑輪組的機(jī)械效率，先用調(diào)節(jié)好的天平測(cè)動(dòng)滑輪的質(zhì)量為20g，然后照?qǐng)D那樣安裝好滑輪組，記下鉤碼及彈簧秤的位置，拉動(dòng)彈簧秤使重為G的鉤碼升高，讀出彈簧秤的示數(shù)F，用刻度尺分別測(cè)出鉤碼提升的高度h和彈簧秤移動(dòng)的距離s，記錄數(shù)據(jù)．若g=10N/kg，則：
（1）動(dòng)滑輪的重G=0.2N．Fs表示的是總功．
（2）使鉤碼升高的過程中應(yīng)向上勻速拉動(dòng)彈簧秤；不考慮繩子的伸長(zhǎng)：S=3h．
（3）用式子η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$計(jì)算機(jī)械效率的條件是不計(jì)繩重及摩擦．它比用η=$\frac{Gh}{FS}$計(jì)算出的結(jié)果偏大（填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（4）保持此裝置不變，將提升的鉤碼增加2G，滑輪組的機(jī)械效率將增大（填：“增大”“不變”或“減小”）

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)G=mg計(jì)算動(dòng)滑輪的重力；
②克服物體重力做的功是有用功，繩子自由端拉力做的功是總功．
（2）①利用二力的平衡知識(shí)可知，只有豎直勻速拉動(dòng)彈簧秤時(shí)，彈簧秤的示數(shù)才等于拉力的大�。�
②繩子自由端移動(dòng)的距離等于物體升高的高度和繩子段數(shù)的成績(jī)，即s=nh．
（3）η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$只考慮動(dòng)滑輪的重，沒有考慮繩重和摩擦；η=$\frac{Gh}{Fs}$同時(shí)考慮到動(dòng)滑輪重、繩重、摩擦，有用功不變，后者總功增大，所以后者機(jī)械效率偏�。�
（4）滑輪組一定時(shí)，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機(jī)械效率增大．

解答 解：（1）①由題意得，動(dòng)滑輪的重力G=mg=20×10-3kg×10N/kg=0.2N；
②F指的是繩子自由端的拉力，s是彈簧秤移動(dòng)的距離，因此Fs是彈簧測(cè)力計(jì)拉力做的功，屬于總功．
（2）①只有讓鉤碼勻速上升，此時(shí)滑輪對(duì)鉤碼的拉力的大小才會(huì)等于鉤碼的重力，測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大��；
②由圖知，n=3，則s=3h．
（3）η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$，總功等于提升動(dòng)滑輪和重物做的功，條件：不考慮繩重和摩擦；
η=$\frac{Gh}{Fs}$，同時(shí)考慮到動(dòng)滑輪重、繩重、摩擦；
兩個(gè)公式中，提起物體時(shí)有用功相同，根據(jù)η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$計(jì)算時(shí)總功偏小，機(jī)械效率偏大．
（4）同一滑輪組提起鉤碼的重增加，額外功幾乎不變，有用功在總功的比值增大，所以同一滑輪組提起的物體越重，機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）0.2；總；
（2）勻速；3；
（3）不計(jì)繩重及摩擦；偏大；
（4）增大．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率跟提起物體的重力、繩重、摩擦、動(dòng)滑輪重有關(guān)，跟物體升高的距離、提起的速度沒有關(guān)系，計(jì)算時(shí)要注意條件；滑輪組一定時(shí)，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機(jī)械效率升高．