Question

13．在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用相同的滑輪分別組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，并分別勻速提升質(zhì)量相同的鉤碼．（忽略繩重，彈簧測(cè)力計(jì)重和摩擦）
（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量繩子自由端的拉力F時(shí)，沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）分析表格中的數(shù)據(jù)可知，這是利用滑輪組測(cè)得的，該滑輪組的機(jī)械效率是83.3%．

鉤碼總重G/N	鉤碼上升的高度h/m	彈簧測(cè)力計(jì)拉力F/N	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S/m
2	0.05	0.8	0.15

（3）若甲滑輪組的機(jī)械效率為η_甲，乙滑輪組的機(jī)械效率為η_乙，則η_甲=η_乙，若將甲滑輪組中的動(dòng)滑輪換成質(zhì)量小一些的，再勻速提升質(zhì)量相同的鉤碼，則滑輪組的機(jī)械效率將增大（選填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力大小不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率與被提升的物體重力和動(dòng)滑輪的重力有關(guān)，動(dòng)滑輪重相同，被提升的物體越重，機(jī)械效率越高；
被提升的物體重力相同，動(dòng)滑輪重力相同，所以有用功和總功相同，則機(jī)械效率不變．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證拉力大小恒定；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.8N×0.15m}$×100%≈83.3%；
（3）同一滑輪組的兩種不同繞法，提起質(zhì)量相同的鉤碼時(shí)，兩滑輪組所做的有用功相等；不考慮繩重和摩擦的影響，滑輪組所做的額外功就是克服動(dòng)滑輪重所做的功，而動(dòng)滑輪的重力相等，所以額外功相等；有用功相等、額外功相等，所以機(jī)械效率相等，即η_甲=η_乙；
在實(shí)驗(yàn)中影響滑輪組機(jī)械效率的因素是動(dòng)滑輪的重和摩擦力，將實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)滑輪換成質(zhì)量小一些的，有用功不變，額外功減少，則滑輪組的機(jī)械效率將增大．
故答案為：（1）豎直；（2）83.3%；（3）=；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑輪組機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，涉及到繩端移動(dòng)距離和功的計(jì)算以及提高滑輪組機(jī)械效率的方法，關(guān)鍵是根據(jù)圖得出滑輪組繩子的有效股數(shù)；同時(shí)進(jìn)一步我們應(yīng)明確一點(diǎn)，就是同一滑輪組的機(jī)械效率與它提升的物重有關(guān)，物重越大，機(jī)械效率越高．