Question

11．小明測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)過程如圖所示．
（1）他在讀取作用在繩端的拉力時(shí)，應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丁．根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以算出本次實(shí)驗(yàn)的有用功是0.2J，機(jī)械效率是83.3%．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在交流討論時(shí)，小華提出：在小明所用的兩個(gè)測(cè)量工具中減去一個(gè)，也能測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，你認(rèn)為可以減去的測(cè)量工具是刻度尺．由此推知：滑輪組的機(jī)械效率與物體提升的高度無(wú)關(guān)．

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的條件可知，只有讓鉤碼勻速上升，此時(shí)滑輪對(duì)鉤碼的拉力的大小才會(huì)等于鉤碼的重力，測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大小；
讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，在讀數(shù)時(shí)注意測(cè)力計(jì)的分度值；
然后根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，由功的公式求出有用功、總功，然后由效率公式求出滑輪組的效率；
（2）根據(jù)滑輪組機(jī)械效率的表達(dá)式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$判斷可以去掉的測(cè)量工具以及滑輪組的機(jī)械效率與那些因素?zé)o關(guān)．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大�。�
由圖可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，G=2N，h=40cm-30cm=10cm=0.1m，F(xiàn)=0.2N×4=0.8N，s=80cm-50cm=30cm=0.3m；
有用功W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J；總功W_總=Fs=0.8N×0.3m=0.24J；機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{0.2J}{0.24J}$×100%=83.3%；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，測(cè)量工具可以去掉刻度尺；由公式可知滑輪組的機(jī)械效率由物重和拉力大小決定，與物體升高的高度無(wú)關(guān)．
故答案為：（1）勻速；0.2；83.3%；（2）刻度尺；物體提升的高度．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，讀取刻度尺示數(shù)時(shí)，要結(jié)合乙、丙兩圖對(duì)應(yīng)位置的變化來(lái)讀取，彈簧測(cè)力計(jì)則一定要看清分度值再讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)中必須使測(cè)力計(jì)勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要靈活的運(yùn)用滑輪組機(jī)械效率的公式．