Question

16．小雪和小紅在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，一起組裝好了如圖所示的實驗裝置，小紅勻速豎直向上拉彈簧測力計，小雪測量并進行記錄，記錄和計算的某一組數(shù)據如表所示：
（1）如果實驗過程與記錄均無誤，則表示繩端移動的距離s為0.3m，總共是0.3J，機械效率η等于66.7%．
（2）若鉤碼所受的重力增加到6N，則該滑輪組機械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）用滑輪組提起重物時，動滑輪上有幾段繩子承擔物重，提起物體的力就是物重的幾分之一．但在實驗數(shù)據中，拉力F的大小并不是鉤碼所受的重力G的三分之一，原因是繩重、摩擦和動滑輪重不能忽略．

鉤碼所受的重力G/N	提升高度  h/m	有用功 W有/J	拉力 F/N	繩端移動的距離s/m	總功 W總/J	機械效率η
2N	0.1m	0.2J	1N

Answer 1

分析 （1）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據s=nh求出繩端移動的距離，根據W=Gh求出有用功，根據W=Fs求出總功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%求出該滑輪組的機械效率；
（2）增大機械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動滑輪重；
（3）在滑輪組的機械效率實驗中繩重、摩擦和動滑輪重不能忽略．

解答 解：（1）由上圖可知，n=3，則繩端移動的距離：
s=nh=3×0.1m=0.3m，W_總=Fs=1N×0.3m=0.3J，
該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{1N×0.3m}$≈66.7%；
（2）此題滑輪組沒有發(fā)生變化，所以在此過程中所做的額外功不變，由于物體的重力增加，
所以有用功增大，由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{有用}+{W}_{額外}}$×100%可知，有用功在總功中所占的比值將增大，所以機械效率變大．
（3）在實驗數(shù)據中，拉力F的大小并不是鉤碼所受的重力G的三分之一，原因是繩重、摩擦和動滑輪重不能忽略．
故答案為：（1）0.3；0.3；66.7%；（2）變大；（3）繩重、摩擦和動滑輪重不能忽略．

點評 本題考查有用功和總功的計算，以及機械效率的計算和增大機械效率的方法，關鍵是公式及其變形的靈活運用，關鍵是要把步驟逐一分清，平時要養(yǎng)成良好的解題習慣，否則很容易把不同的物理量混淆．