Question

18．如圖所示，在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，若物體重6N．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)沿豎直向上方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．若物體上升高度為10cm，繩子自由端上升30cm，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示是2.4N，則滑輪組的機(jī)械效率是83.3%．
（2）若僅增加物體的重力（不計(jì)摩擦），該滑輪組的機(jī)械效率將增大．（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）為什么滑輪組的機(jī)械效率小于1？

Answer 1

分析 （1）①實(shí)驗(yàn)中要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣示數(shù)才與拉力相同，并有利于準(zhǔn)確讀數(shù)；
②由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s=nh求出彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)的距離；
③根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出拉力的大��；
④根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出該滑輪組的機(jī)械效率；
（2）增加鉤碼的個(gè)數(shù)可使有用功增大，在額外功不變的情況下，機(jī)械效率將增大；
（3）使用機(jī)械時(shí)，不可避免地要做額外功，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）①實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣示數(shù)才會(huì)穩(wěn)定，所讀出的數(shù)值才等于拉力的大��；
②由圖可知，n=3，則彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)的距離s=nh=3×10cm=30cm；
③圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，其示數(shù)為2.4N；
④該滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{6N}{3×2.4N}$×100%≈83.3%；
（2）在滑輪組其它條件不變的情況下，僅增加鉤碼的個(gè)數(shù)，相當(dāng)于增大了有用功的比例，因此，其機(jī)械效率會(huì)增大；
（3）使用機(jī)械時(shí)，不可避免地要做額外功，所以總功一定大于有用功；
由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可知，機(jī)械效率小于1．
故答案為：
（1）勻速；30；2.4；83.3%；
（2）增大；
（3）使用機(jī)械時(shí)，不可避免地要做額外功，總功一定大于有用功，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可知，機(jī)械效率小于1．

點(diǎn)評(píng) 在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，要注意彈簧測(cè)力計(jì)的用法與讀數(shù)，要明確滑輪組用幾段繩子承擔(dān)物重，還要會(huì)利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行計(jì)算，這些都是完成該實(shí)驗(yàn)的基本要求，同時(shí)要注意使用機(jī)械時(shí)不可避免地要做額外功．