Question

18．在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，

（1）實驗原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%
（2）實驗中操作的要求是應(yīng)豎直向上、勻速拉動彈簧測力計．
（3）用同一滑輪組進行了三次實驗（如圖所示），實驗數(shù)據(jù)記錄如表．

次數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升 距離/cm	彈簧測力計 示數(shù)/N	彈簧測力計 上升距離/cm	機械效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9%

①第2次實驗中提升鉤碼做的有用功是0.4J，滑輪組的機械效率為88.9%（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
②第3次實驗中，彈簧測力計的示數(shù)漏填，由圖丙可知，彈簧測力計示數(shù)為2.4N．
③分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
④現(xiàn)多次只改變鉤碼的重力G并測出滑輪組的機械效率η，則η與G的關(guān)系可能符合下列圖中的B

Answer 1

分析 （1）知道機械效率的概念，掌握機械效率的計算公式：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；
（2）根據(jù)二力平衡的條件可知，應(yīng)使彈簧測力計沿豎直方向勻速移動；
（3）①分析表格中，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出第2次實驗中滑輪組的機械效率；
②由圖丙可知讀出拉力大小，進行測力計的讀數(shù)時，要注意測力計的分度值；
③分析實驗數(shù)據(jù)，知道滑輪組的機械效率與提升物體的重力有關(guān)，物體越重，滑輪組的機械效率越高．
④滑輪組的機械效率隨物重的增加而增大．

解答 解：
（1）本實驗中要測量滑輪組的機械效率，必須求出有用功和總功，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出其機械效率；
（2）實驗時，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時的拉力才等于彈簧測力計的示數(shù)；
（3）①第2次實驗中，
有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
總功：W_總=Fs=1.5N×0.3m=0.45J，
機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.4J}{0.45J}$×100%≈88.9%．
②由圖知，彈簧測力計的分度值是0.2N，所以測力計的示數(shù)是2.4N．
③分析3次實驗，隨著鉤碼重力的增加，同一滑輪組的機械效率不斷增加，所以，使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
④因為滑輪組的機械效率隨物重的增加而增大，所以圖象B符合η與G的關(guān)系．
故答案為：（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；（2）豎直向上；勻速；（3）①0.4；88.9%；②2.4；③使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高；④B．

點評 本題是測量滑輪組機械效率的實驗，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機械效率的計算以及滑輪組的組裝；明確有用功和總功，同時知道繩端移動距離與物體上升高度之間的關(guān)系是關(guān)鍵；還要注意影響滑輪組機械效率的因素．