Question

14．如圖甲是小楓同學(xué)測(cè)滑輪組的機(jī)械效率的示意圖，已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為100g，小楓在滑輪鉤子上掛3個(gè)鉤碼，再用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩子自由端，將鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的A，勻速上升到B，位置，在這個(gè)過程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)繩子的拉力為F，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，則：
（1）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是2.2N．
（2）彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離為15.0cm．
（3）拉力F做的功是0.33J．
（4）滑輪組的機(jī)械效率是45.4%，如果在滑輪組的鉤子上再加2個(gè)鉤碼，則滑輪組的效率增大（選填：不變，變大或變小，結(jié)果保留至1%）

Answer 1

分析 （1）由圖示彈簧測(cè)力計(jì)確定其分度值，然后讀出示數(shù)；
（2）拉力F移動(dòng)的距離就是A′B′間的長(zhǎng)度，使用刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度，讀數(shù)時(shí)要先認(rèn)清分度值；
（3）根據(jù)圖示確定定滑輪上繩子的段數(shù)，定滑輪受到的拉力為彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的繩子段數(shù)倍；利用公式W=Fs，可計(jì)算出拉力做的功；
（4）由功的計(jì)算公式與效率公式求出滑輪組的效率；使用動(dòng)滑輪時(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)增大．

解答 解：
（1）由圖乙所示可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示數(shù)F=2.2N；
（2）刻度尺的分度值是1cm，拉力是從30.0cm開始上升的，上升到45.0cm處，拉力F移動(dòng)的距離s=15.0cm=0.150m；
（3）拉力做的功是：W_總=Fs=2.2N×0.15m=0.33J；
（4）由圖可知，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)為：n=3，物體上升的高度為為：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{0.15m}{3}$=0.05m；
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{0.3kg×10N/kg×0.05m}{2.2N×0.15m}$×100%≈45.4%；
若在動(dòng)滑輪下加掛兩個(gè)鉤碼，提升物體的過程中，整個(gè)滑輪組保持不變，即額外功不變；因?yàn)閷?duì)重物做的功為有用功，增加鉤碼的重，即增大了有用功，機(jī)械效率就會(huì)增大．
故答案為：（1）2.2；（2）15.0；（2）0.33；（4）45.4%；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺的讀數(shù)、滑輪組繩子段數(shù)的判斷以及功的計(jì)算和提高機(jī)械效率的方法，是一道綜合題；注意長(zhǎng)度測(cè)量在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)估讀到分度值的下一位．