Question

8．小明和小強(qiáng)在測(cè)“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，一同學(xué)組裝好如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤升高，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為0.5N；同時(shí)小強(qiáng)也用刻度尺測(cè)出鉤碼被提升的高度為10cm，以上測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，其他被測(cè)物理量和計(jì)算數(shù)據(jù)記錄如表：

鉤碼重G/N	彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度x/m	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率η
1	0.2	0.1	0.1	100%

（2）小明和小強(qiáng)通過(guò)計(jì)算得出該滑輪組機(jī)械效率為100%，他們意識(shí)到出現(xiàn)了錯(cuò)誤，請(qǐng)你幫他倆找出錯(cuò)誤的原因：繩子自由端移動(dòng)的距離應(yīng)該是0.3m，不等于0.2m．
（3）該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為66.7%．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，若將鉤碼的重增加到6N，則該滑輪組的機(jī)械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)．
（2）由圖示滑輪組求出滑輪組承重繩子的股數(shù)，然后確定繩子自由端移動(dòng)的距離．
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率．
（4）根據(jù)影響滑輪組效率的因素分析答題．

解答 解：（1）小明在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，此時(shí)繩子的拉力等于測(cè)力計(jì)示數(shù)．
（2）由圖示滑輪組可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3；
已知鉤碼上升高度h=0.1m，則測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離：s=nh=3×0.1m=0.3m，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離為0.2m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致滑輪組效率錯(cuò)誤．
（3）滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{1N×0.1m}{0.5N×0.3m}$×100%≈66.7%．
（4）提升的鉤碼重增加到6N，有用功增加，有用功在總功中的比重增大，則該滑輪組的機(jī)械效率將變大．
故答案為：（1）勻速；（2）繩子自由端移動(dòng)的距離應(yīng)該是0.3m，不等于0.2m；（3）66.7%；（4）變大．

點(diǎn)評(píng) 此題是“測(cè)定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，本題考查了二力平衡的應(yīng)用、滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算以及影響機(jī)械效率的因素等，關(guān)鍵是根據(jù)滑輪組得出繩子的有效股數(shù)．