Question

13．在測定滑輪組機械效率的實驗中，小剛同學測得的數據如表：
（1）在表中空白處分別寫出總功和機械效率的值；
（2）在如圖所示方框中畫出滑輪組及繞法；
（3）實驗時，應使彈簧測力計做勻速直線運動．小剛同學在用彈簧測力計靜止時進行讀數，則他這樣得出的機械效率與實際值相比偏大（填“偏小”、“偏大”或“相等”）．

鉤碼重（N）	彈簧測力計讀數（N）	鉤碼移動的距離（m）	彈簧測力計移動的距離（m）	有用功（J）	總功（J）	機械效率
3	1.2	0.1	0.3	0.3

（4）在“測滑輪組機械效率”的實驗中，你感到最困難的操作步驟或實驗環(huán)節(jié)是什么？你認為如何解決比較好？

Answer 1

分析 （1）根據表中實驗數據，應用W_總=Fs和η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出總功和滑輪組的機械效率．
（2）根據鉤碼移動距離與彈簧測力計移動距離的關系確定滑輪組承重繩子的股數，然后作出滑輪組的繞法．
（3）實驗過程中，彈簧測力計要勻速直線運動，彈簧測力計示數穩(wěn)定，便于讀數．
當彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機械效率偏大．
（4）從彈簧測力計的勻速運動進行分析．

解答 解：（1）由表中實驗數據可知，W_總=Fs=1.2N×0.3N=0.36J；
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.33%．
（2）由表格中的數據可知，彈簧測力計移動的距離是鉤碼移動距離的3倍，所以此滑輪組由3段繩子承擔物重，并且拉力向上．所以此滑輪組由一個定滑輪和一個動滑輪組成，并且從動滑輪繞起．滑輪組如圖所示．
（3）實驗時，應使彈簧測力計做勻速直線運動；
若在用彈簧測力計靜止時進行讀數，則減小了一部分由于摩擦造成的額外功，因此得出的機械效率與實際值相比偏大．
（4）很難保持彈簧測力計做運動直線運動；還可以讓彈簧測力計保持靜止狀態(tài)進行測量．
故答案為：（1）83.33%；（2）如圖所示；（3）勻速直線；偏大；（4）很難保持彈簧測力計做運動直線運動；還可以讓彈簧測力計保持靜止狀態(tài)進行測量．

點評 本題考查了求滑輪組效率、滑輪組繞法、效率分析等問題，掌握基礎知識即可正確解題；確定承重繩子的股數是正確作出滑輪組繞法的關鍵．