Question

17．某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升的 高度/m	繩端的 拉力/N	繩端移動(dòng)的 距離/m	機(jī)械效率
1	4	0.10	1.8	0.3
2	6	0.10	2.5	0.3
3	6	0.15	2.5

（1）實(shí)驗(yàn)中，使用滑輪組提升重物時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）第二次實(shí)驗(yàn)中，2s內(nèi)鉤碼上升的高度為0.1m，則它運(yùn)動(dòng)的速度為0.05m/s．
（3）第三次實(shí)驗(yàn)中，繩端移動(dòng)的距離為0.45m，滑輪組的機(jī)械效率為80%．
（4）分析比較第一、二兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有用功W_1有＜W_2有，滑輪組的機(jī)械效率η₁＜η₂ （兩空均選填“＞”“=”或“＜”）．由此可知，可采用增加物重的方法來(lái)提高滑輪組的機(jī)械效率．

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力大小不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)鉤碼上升的高度和時(shí)間，運(yùn)用速度公式v=$\frac{s}{t}$計(jì)算鉤碼運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）重物和動(dòng)滑輪有三段繩子承擔(dān)，繩子移動(dòng)的距離物體升高距離的3倍；根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計(jì)算出機(jī)械效率；
（4）根據(jù)一、二次實(shí)驗(yàn)中的物重、物體升高的距離計(jì)算出有用功；根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離計(jì)算出做功，然后求出機(jī)械效率，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定；
（2）鉤碼運(yùn)動(dòng)的速度為：v=$\frac{h}{t}$=$\frac{0.1m}{2s}$=0.05m/s；
（3）由圖示可知，滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=3，
第3次測(cè)量中，繩端移動(dòng)的距離s=nh=3×0.15m=0.45m；
滑輪組的機(jī)械效率：η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.15m}{2.5N×0.45m}$×100%=80%；
（4）根據(jù)第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，有用功分別為：
W_有1=G₁h₁=4N×0.1m=0.4J；W_有2=G₂h₂=6N×0.1m=0.6J；
總功分別為：
W_總1=F₁s₁=1.8N×0.3m=0.54J；W_總2=F₂s₂=2.5N×0.3m=0.75J；
機(jī)械效率分別為：
η₁=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{總1}}$=$\frac{0.4J}{0.54J}$×100%≈74%；η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{總2}}$=$\frac{0.6J}{0.75J}$×100%=80%；
兩次所用滑輪組相同，但第二次物重大于第1次物重，機(jī)械效率也大于第一次的機(jī)械效率，
所以可得：使用同一滑輪組，增加物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
故答案為：（1）勻速；（2）0.05；（3）0.45；80%；（4）＜；＜；增加物重．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率跟提起的物重有關(guān)，跟物體升高的距離、移動(dòng)的速度、繩子的繞法無(wú)關(guān)．通過(guò)增加提起的物重來(lái)提高機(jī)械效率．