Question

18．如圖所示，在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，物體重為5.4N（不計(jì)繩重和摩擦）．
（1）實(shí)驗(yàn)中，要?jiǎng)蛩賱蛩倮瓌?dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，若讀出了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)（如圖所示），則所用拉力大小為2.4N．
（2）用刻度尺測(cè)出了物塊上升的高度為10cm，則滑輪組的機(jī)械效率是75%；動(dòng)滑輪的重為1.8N．
（2）若僅增加物體的重，該滑輪組的機(jī)械效率將增大，若僅增加物體上升的高度，該滑輪組的機(jī)械效率將不變（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）只有在勻速拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才和拉力的大小相等；
確定測(cè)力計(jì)的分度值，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即拉力大��；
（2）由圖中滑輪組的結(jié)構(gòu)可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，重物上升h，則拉力端移動(dòng)的距離s=3h，又知道鉤碼總重，可以求出有用功、總功，根據(jù)機(jī)械效率的公式求滑輪組的機(jī)械效率；
根據(jù)F=$\frac{1}{n}$（G+G_動(dòng)）得出動(dòng)滑輪的重力；
（3）滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力有關(guān)，與物體被提升的高度無(wú)關(guān)，根據(jù)其分析即可．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣彈簧測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才反映了拉力的大��；
由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N，
（2）由圖知，滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，則s=3h=3×10cm=30cm=0.3m；
則有用功：W_有=Gh=5.4N×0.1m=0.54J，
總功：W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.54J}{0.72J}$×100%=75%；
不計(jì)繩重和摩擦，由F=$\frac{1}{3}$（G+G_動(dòng)）可得，G_動(dòng)=3F-G=3×2.4N-5.4N=1.8N；
（3）同一滑輪組，僅增加被提升物體的重力，有用功增大，額外功不變，則有用功在總功中所占比值增大，機(jī)械效率提高；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，僅增加物體上升的高度時(shí)滑輪組的機(jī)械效率不變．
故答案為：
（1）勻速；2.4；（2）75%；1.8；（3）增大；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)、二力平衡條件的應(yīng)用、滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算和影響滑輪組機(jī)械效率的因素，關(guān)鍵是公式s=nh和η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$的靈活運(yùn)用．