Question

3．如圖為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重6N．   
（1）該實(shí)驗(yàn)所需測(cè)量工具是彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速，拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，由圖可知拉力大小為2.4N，若鉤碼上升的高度為8cm，則彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)24cm，該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%．
（3）若不改變其它因素，僅增加鉤碼的個(gè)數(shù)，該滑輪組有機(jī)械效率將增大（選填：“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可知實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量G、h、F、s，可知所用的測(cè)量工具分別為刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）測(cè)力計(jì)不是勻速地移動(dòng)會(huì)影響測(cè)力計(jì)讀數(shù)的準(zhǔn)確，滑輪組在使用中，動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的幾倍，計(jì)算滑輪組機(jī)械效率時(shí)，關(guān)鍵是找準(zhǔn)有用功和總功；
（3）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．

解答 解：（1）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%，實(shí)驗(yàn)中需要用到彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量G、F，用刻度尺測(cè)量s、h；
（2）實(shí)驗(yàn)中測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)在動(dòng)滑輪下掛上鉤碼，線繩的自由端掛在測(cè)力計(jì)的掛鉤上，手握測(cè)力計(jì)面板使重物勻速上升，讀出測(cè)力計(jì)在移動(dòng)時(shí)的示數(shù)為2.4N；
動(dòng)滑輪被3根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的3倍，鉤碼上升的高度為8cm，則彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)24cm；
有用功：W_有=Gh=6N×0.08m=0.48J，
拉力做的總功：W_總=Fs=2.4N×0.24m=0.576J，
滑輪組的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.48J}{0.576J}$×100%=83.3%．
（3）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機(jī)械效率變大．
故答案：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；刻度尺；（2）勻速；2.4；24；83.3%；（3）增大．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率和物體重、動(dòng)滑輪重有關(guān)，如果動(dòng)滑輪重不變，物體越重，機(jī)械效率越高；如果物體重不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動(dòng)滑輪重都屬于機(jī)械本身重力，摩擦力越大也會(huì)使吊起同樣重的物體時(shí)使用的拉力越大，使機(jī)械效率降低，總的說(shuō)，滑輪組的機(jī)械效率與物體重力、摩擦力、機(jī)械本身重力有關(guān)．要提高機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被吊物體重力．