Question

17．如圖所示為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，每個鉤碼2N．（繩重、摩擦和彈簧測力計自重均不計）：
（1）實驗時要豎直向上勻速拉動彈簧測力計．
（2）彈簧測力計的示數(shù)圖中所示，由圖可知拉力的大小為2.4N，若鉤碼上升的高度為10cm，則有用功是0.6J，總功是0.72J，該滑輪組的機械效率為83.3%；動滑輪的重力是1.2N．
（3）取下2個鉤碼，再做實驗，此時滑輪組的機械效率將會變�。�（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的條件可知，測力計不是勻速地移動會影響測力計讀數(shù)的準(zhǔn)確，讀數(shù)時要看清分度值；
（2）讀取彈簧測力計的示數(shù)時，要注意分度值的大��；由圖甲可知，繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)W_有用=Gh求出有用功；根據(jù)s=3h求出拉力移動距離，根據(jù)W_總=Fs求出總功；再根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求出滑輪組的機械效率；不計繩重、摩擦和彈簧測力計自重，根據(jù)F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動）計算出動滑輪的重力大�。�
（3）使用滑輪組時，做的額外功不變，減少鉤碼的個數(shù)可使有用功變小，在額外功不變的情況下，機械效率將變�。�

解答 解：（1）實驗中測拉力時，應(yīng)在動滑輪下掛上鉤碼，線繩的自由端掛在彈簧測力計的掛鉤上，使彈簧測力計豎直向上勻速上升，讀出測力計在移動時的示數(shù)；
（2）圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，其示數(shù)為2.4N，即拉力的大小為F=2.4N；
有用功：W_有用=Gh=3×2N×0.1m=0.6J；
由圖可知，繩子的有效股數(shù)為3，繩端移動的距離：s=nh=3×0.1m=0.3m，
拉力做的總功：W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
不計繩重、摩擦和彈簧測力計自重時：
F=$\frac{1}{3}$（G_物+G_動），
即2.4N=$\frac{1}{3}$（6N+G_動），
解得：G_動=1.2N；
（3）在它條件不變的情況下，做的額外功不變，減少鉤碼的個數(shù)，減小了有用功，相當(dāng)于減小了有用功的比例，因此，其機械效率會變�。�
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；0.6；0.72；83.3%；1.2N；（3）變�。�

點評 本題考查彈簧測力計的使用和讀數(shù)、有用功、總功、機械效率的計算以及影響滑輪組機械效率的因素；滑輪組的機械效率與提升物體的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升物體重力越大，機械效率越大；還要明確額外功的產(chǎn)生原因．