Question

如圖所示為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重6N．
（1）要求豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出繩子的正確繞法．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力大小為2.4N，將彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)15cm，則鉤碼上升的高度為_(kāi)_____cm，該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____．
（4）減輕鉤碼重，再做實(shí)驗(yàn)，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將______．（選填：“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

【答案】分析：（1）滑輪組繩子的繞法，在實(shí)驗(yàn)中，有兩種：一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)下面的動(dòng)滑輪--上面的定滑輪這樣反復(fù)；二是繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后再繞過(guò)上面的動(dòng)滑輪--下面的定滑輪這樣反復(fù)．但在具體題目中，要根據(jù)題目的要求來(lái)決定繞法．本題中是要求施力方向豎直向上，也就是說(shuō)最后繩子必須從動(dòng)滑輪繞出來(lái)，從而再往回畫(huà)．
（2）勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)目的是使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，便于讀數(shù)；
（3）根據(jù)s=3h求出鉤碼上升的高度；根據(jù)η====求出機(jī)械效率；
（4）根據(jù)η==分析減輕鉤碼重時(shí)，機(jī)械效率的變化情況．
解答：解：（1）畫(huà)圖時(shí)由彈簧測(cè)力計(jì)開(kāi)始下筆，由于要求施力方向豎直向上，所以是從彈簧測(cè)力計(jì)下筆，倒著往回繞，然后先到動(dòng)滑輪，再逐一繞過(guò)，答案如下圖：

（2）為了便于讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）∵s=3h，
∴鉤碼上升的高度：h=s=×15cm=5cm；
滑輪組的機(jī)械效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%；
（4）使用同一滑輪組，減小鉤碼重后摩擦力變化很小，可忽略不計(jì)，所以克服動(dòng)滑輪重做的額外功不變，減輕鉤碼重時(shí)，做的有用功會(huì)減小，根據(jù)η=×100%=×100%可知，額外功不變，有用功減小，機(jī)械效率會(huì)減�。�
故答案為：（1）答案見(jiàn)上圖；（2）勻速；（3）5；83.3%；（4）減小．
點(diǎn)評(píng)：本題包含了三個(gè)考點(diǎn)：
（1）滑輪組的設(shè)計(jì)組裝，這類(lèi)考點(diǎn)又有兩類(lèi)題目，一類(lèi)就是本題，還有一類(lèi)是要求有n段繩子在拉重物，此時(shí)，如n為奇數(shù)，則繩子是系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上開(kāi)始繞；如n為偶數(shù)，則繩子是系在定滑輪的固定掛鉤上開(kāi)始繞．
（2）求滑輪組的機(jī)械效率，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．
（3）機(jī)械效率的改變要抓住是有用功變了，還是額外功變了，然后再根據(jù)機(jī)械效率的物理意義來(lái)判斷．