Question

3．用如圖所示的裝置來(lái)測(cè)滑輪組的機(jī)械效率．
（1）實(shí)驗(yàn)要求，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩端時(shí)，拉力的方向應(yīng)豎直向上，并使物體勻速上升．
（2）若彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)15cm，則物體移動(dòng)5cm．
（3）若被提升的物體是鉤碼，每只鉤碼重為2N，每只滑輪重為1.5N，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)是2.5N，鉤碼移動(dòng)10cm，則拉力做的額外功是0.15J．滑輪組的機(jī)械效率是80%．
（4）若再加掛一只鉤碼重做實(shí)驗(yàn)，所測(cè)的機(jī)械效率與前一次相比將變大．（選填“相同”或“變大”“‘變小”）．

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)圖示判斷出作用在動(dòng)滑輪上繩子的條數(shù)，然后根據(jù)s=nh即可求出物體移動(dòng)的距離；
（3）先根據(jù)W=Gh求出有用功，然后根據(jù)W=FS求出總功，再根據(jù)額外功等于總功和有用功之差求出額外功，應(yīng)用效率公式求出滑輪組的繼續(xù)效率．
（4）有用功與總功的比值是滑輪組的效率，根據(jù)題意判斷有用功與總功如何變化，然后判斷滑輪組效率如何變化．

解答 解：（1）利用滑輪組提升物體時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)繩一端時(shí)，拉力的方向應(yīng)豎直向上，并使物體勻速上升．
（2）已知：h=10cm=0.1m，由圖示滑輪組可知，承重繩子的股數(shù)：n=3，
由s=nh可知，物體移動(dòng)的距離：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{15cm}{3}$=5cm；
（3）額外功：W_額=G_{動(dòng)滑輪}h=1.5N×0.1m=0.15J；
由圖示可知，有三個(gè)鉤碼，鉤碼總重為G=2N×3=6N，
有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
總功：W_總=Fs=Fnh=2.5N×3×0.1=0.75J；
滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.6J}{0.75J}$×100%=80%．
（4）若再加掛一只鉤碼重做實(shí)驗(yàn)，有用功增加而額外功不變，有用功占總功的比重增加，滑輪組的機(jī)械效率變大．
故答案為：（1）豎直向上；勻速；（3）5；（3）0.15J；80%；（4）變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，求滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，要抓住拉力做的是總功，重物被提升做的是有用功，繩子有幾段，拉力移動(dòng)距離就是重物移動(dòng)距離的幾倍．