Question

20．某學(xué)習(xí)小組使用幾個(gè)相同的滑輪分別進(jìn)行機(jī)械效率的測(cè)定，如圖．他們將測(cè)得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的髙度h、測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s，并將計(jì)算出的有用功W_有用、總功W_總和機(jī)械效率η數(shù)據(jù)一并記入下表：

實(shí)驗(yàn)	G/H	F/N	h/m	s/m	W有用/m	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	74.1%

（1）表中數(shù)據(jù)=74.1%；
（2）比較實(shí)驗(yàn)1、2，第二次的機(jī)械效率較低，主要原因是有用功相同時(shí)，使用動(dòng)滑輪做的額外功多；
（3）比較實(shí)驗(yàn)2、3，影響這兩次試驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要原因是摩擦不同，使用滑輪組的優(yōu)點(diǎn)是可以省力和可以改變用力方向．
（4）在實(shí)驗(yàn)3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，裝置的機(jī)械效率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（5）由實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是：滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算機(jī)械效率；
（2）利用定滑輪只克服摩擦做額外功，利用動(dòng)滑輪除了要克服摩擦力，還要克服動(dòng)滑輪的重力，根據(jù)圖示分析機(jī)械效率低的原因；
（3）使用滑輪組可以省力，有時(shí)還能改變力的方向；
（4）提高被提升物體的重力，則增加有用功，機(jī)械效率增大；
（5）滑輪組的機(jī)械效率與被提升的物重、動(dòng)滑輪重力和摩擦力有關(guān)．

解答 解：（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%．
（2）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．實(shí)驗(yàn)1、2提起的物重相同、繩重相同，摩擦比較小，實(shí)驗(yàn)1不需要對(duì)定滑輪做額外功，實(shí)驗(yàn)2要對(duì)動(dòng)滑輪做額外功，所以有用功相同時(shí)，實(shí)驗(yàn)2使用動(dòng)滑輪做的額外功多，實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率較低．
（3）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．實(shí)驗(yàn)2、3提起的物重相同，動(dòng)滑輪相同，繩重相同，摩擦不同，所以影響這兩次試驗(yàn)機(jī)械效率不同的主要原因是摩擦．
使用滑輪組時(shí)，由于有動(dòng)滑輪可以省力，由于有定滑輪可以改變力的方向，所以使用滑輪組時(shí)，可以省力，可以改變力的方向．
（4）裝置下再加掛一只相同的鉤碼，額外功不變，有用功增大，裝置的機(jī)械效率將增大；
（5）由上分析知，滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．
故答案為：（1）74.1%；（2）有用功相同時(shí)，使用動(dòng)滑輪做的額外功多；（3）摩擦不同；可以省力和可以改變用力方向；（4）變大；（5）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、摩擦、提起物體的重有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) （1）滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關(guān)，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒(méi)有關(guān)系．
（2）對(duì)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算問(wèn)題，首先確定有用功和總功的計(jì)算，然后根據(jù)公式計(jì)算機(jī)械效率．