Question

18．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，

（1）實(shí)驗(yàn)原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%
（2）實(shí)驗(yàn)中操作的要求是應(yīng)豎直向上、勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（3）用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)（如圖所示），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表．

次數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升 距離/cm	彈簧測(cè)力計(jì) 示數(shù)/N	彈簧測(cè)力計(jì) 上升距離/cm	機(jī)械效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9%

①第2次實(shí)驗(yàn)中提升鉤碼做的有用功是0.4J，滑輪組的機(jī)械效率為88.9%（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
②第3次實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)漏填，由圖丙可知，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.4N．
③分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
④現(xiàn)多次只改變鉤碼的重力G并測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率η，則η與G的關(guān)系可能符合下列圖中的B

Answer 1

分析 （1）知道機(jī)械效率的概念，掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%；
（2）根據(jù)二力平衡的條件可知，應(yīng)使彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向勻速移動(dòng)；
（3）①分析表格中，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出第2次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
②由圖丙可知讀出拉力大小，進(jìn)行測(cè)力計(jì)的讀數(shù)時(shí)，要注意測(cè)力計(jì)的分度值；
③分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，知道滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的重力有關(guān)，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
④滑輪組的機(jī)械效率隨物重的增加而增大．

解答 解：
（1）本實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，必須求出有用功和總功，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%求出其機(jī)械效率；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)的拉力才等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（3）①第2次實(shí)驗(yàn)中，
有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
總功：W_總=Fs=1.5N×0.3m=0.45J，
機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{0.4J}{0.45J}$×100%≈88.9%．
②由圖知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，所以測(cè)力計(jì)的示數(shù)是2.4N．
③分析3次實(shí)驗(yàn)，隨著鉤碼重力的增加，同一滑輪組的機(jī)械效率不斷增加，所以，使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
④因?yàn)榛�輪組的機(jī)械效率隨物重的增加而增大，所以圖象B符合η與G的關(guān)系．
故答案為：（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%；（2）豎直向上；勻速；（3）①0.4；88.9%；②2.4；③使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；④B．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算以及滑輪組的組裝；明確有用功和總功，同時(shí)知道繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系是關(guān)鍵；還要注意影響滑輪組機(jī)械效率的因素．