Question

18．如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N．
（1）實驗時要豎直向上勻速拉動彈簧測力計．由圖可知拉力大小為2.4N，若鉤碼上升的高度為10cm，則彈簧測力計向上移動30cm，有用功為0.6J，總功為0.72J，該滑輪組的機械效率為83.3%．
（2）若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組有機械效率將增大．
（3）在實驗過程中誤差不可避免，請同學們結(jié)合實驗經(jīng)歷，談談導致此實驗的誤差原因是（只說一條即可）彈簧測力計自重（或讀數(shù)出現(xiàn)誤差）．

Answer 1

分析 （1）實驗過程中要勻速直線拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；在進行測量工具的讀數(shù)時，要先認清分度值；
由圖可知，該滑輪組繩子的段數(shù)為n=3，根據(jù)s=nh可以判斷出鉤碼上升的高度；
W_有用=Gh，W_總=Fs，滑輪組的機械效率等于有用功與總功的比值．
（2）影響滑輪組機械效率的因素，一是提升物體的重，二是動滑輪的個數(shù)．
（3）在實驗過程中，測量拉力時，由于彈簧測力計的自重或是讀數(shù)情況，都會引起誤差．

解答 解：（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
彈簧測力計的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N．
由圖知，滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3h=3×10cm=30cm，
有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
總功：W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
該滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%．
（2）若僅增加鉤碼的個數(shù)，所做的有用功增加，而額外功不變，所以有用功占總功的比值變大，所以滑輪組的機械效率增大；
（3）由于彈簧測力計外殼、掛鉤都存在重力，且在進行測力計的讀數(shù)時也會造成誤差．
故答案為：（1）勻速；2.4；30；0.6；0.72；83.3%；（2）增大；（3）彈簧測力計自重（或讀數(shù)出現(xiàn)誤差）．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率實驗，考查了滑輪組的省力特點、機械效率的計算，還考查到了動滑輪重力對滑輪組機械效率的影響．