Question

10．小雪和小紅在“測定滑輪組機械效率”的實驗中，使用了如圖所示的實驗裝置，他們分別記下了彈簧測力計和鉤碼的位置．
（1）小紅豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速升高，并由 彈簧測力計讀出拉力為0.5N；同時小雪用刻度尺測出鉤碼提升  的高度為0.2m，以上測量準確無誤，其他被測物理量和計算的數(shù)據(jù)如下表：

鉤碼重/N	彈簧測力計提升的高度/m	有用功/J	總功/J	機械效率
1	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%，他們意識到出了錯誤．請你幫助找出原因彈簧測力計提升的高度測量錯誤，應為0.6m．
（3）該滑輪組的機械效率實際為83.3%．
（4）若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機械效率將變大．（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（5）實驗后小紅猜想，對于同一滑輪組，它的機械效率也可能不是固定的，于是他用實驗進行了探究，并證明自己的猜想是正確的．你認為小強應采用的正確方法是什么？答：使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個數(shù)，分別測出機械效率并比較．

Answer 1

分析 （1）實驗中應豎直向上勻速拉動測力計；
（2）滑輪組在使用中，動滑輪被幾根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計算出機械效率；
（4）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會變大．
（5）要解決此題，需要知道滑輪組的機械效率也與被提升的物重有關，同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率越高，反之則越低．

解答 解：（1）為了正確測量拉力，應豎直向上勻速拉動測力計；
（2）動滑輪被3根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的3倍，因此彈簧測力計提升的高度錯了，應為0.6m；
（2）滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{1N×0.2m}{0.5N×0.6m}$×100%=83.3%；
（4）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會變大．
（5）滑輪組的機械效率與被提升物體的重力也有關系，所以可以通過改變提升物體的重力來測量滑輪組的機械效率進行比較．
故答案為：（1）豎直向上勻速；（2）彈簧測力計提升的高度測量錯誤，應為0.6m；（3）83.3%；（4）變大；（5）使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個數(shù)，分別測出機械效率并比較．

點評 此題主要是測量滑輪組的機械效率，首先要掌握滑輪組機械效率的概念．考查了滑輪組的機械效率與被提升物體的重力及動滑輪重力之間的關系．