Question

17．小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中，一起組裝好如圖所示的實驗裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置．
（1）小紅勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，并由彈簧測力計讀出拉力為0.5N，同時小雪用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.1m，以上測量準(zhǔn)確無誤，其他被測物理量和計算的數(shù)據(jù)如下表：

鉤碼重（N）	彈簧測力計提升的高度（m）	有用功（J）	總功（J）	機械效率
2	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%，他們意識到出現(xiàn)了錯誤，請你幫助找出原因彈簧測力計提升的高度錯了，應(yīng)為0.5m．
（3）該滑輪組的機械效率實際為80%．
（4）提高該滑輪組的機械效率的方法有①減小動滑輪重量或減小繩子與滑輪之間的摩擦；②增大被提起物體的重量．

Answer 1

分析 （1）小紅勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高；
（2）滑輪組在使用中，動滑輪上有幾段繩子，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可計算出機械效率；
（4）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額外}}$×100%，通過減小額外功，增加有用功可以提高滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）在測滑輪組機械效率的實驗中，應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)等于拉力大��；
（2）圖中動滑輪上有5段繩子，則繩端移動的距離s=5h=5×0.1m=0.5m，因此彈簧測力計提升的高度錯了，應(yīng)為0.5m；
（3）該滑輪組的機械效率實際為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{Fs}$×100%=$\frac{0.2J}{0.5N×0.5m}$×100%=80%；
（4）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額外}}$×100%可知：
當(dāng)W_有一定時，減小動滑輪重量或減小繩子與滑輪之間的摩擦，可減少W_額外，機械效率增大；
當(dāng)W_額外一定時，增大被提起物體的重量，可增大W_有，機械效率增大．
故答案為：（1）勻速豎直；
（2）彈簧測力計提升的高度錯了，應(yīng)為0.5m；
（3）80%；
（4）①減小動滑輪重量或減小繩子與滑輪之間的摩擦；②增大被提起物體的重量．

點評 本題測滑輪組機械效率，考查注意事項、繩子自由端移動的距離與物體提升高度的關(guān)系、機械效率的計算、提高機械效率的方法等知識．