Question

4．小明在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的滑輪組進(jìn)行了五次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中讀數(shù)準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	提升速度 v/（m/s）	物重 G/N	物體上升的 高度h/cm	測(cè)力計(jì)的 示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng) 的距離s/cm
1	0.1	6	3	2.5	12
2	0.1	6	5	2.7	20
3	0.1	6	8	2.5	32
4	0.2	6	8	2.5	32
5	0.3	6	8	2.5	32

（1）請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)中所使用滑輪組的繩子繞法；
（2）表中有一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄是不合理的，此數(shù)據(jù)是第二次測(cè)力計(jì)示數(shù)2.7N；
（3）修正不合理數(shù)據(jù)后，由表中數(shù)據(jù)可得，滑輪組的機(jī)械效率與提升速度、物體上升的高度無(wú)關(guān)；
（4）若仍用此滑輪組提升重為6N的物體，在滑輪的輪軸處加潤(rùn)滑油，則此滑輪組的機(jī)械效率增大（選填“增大”、“減小”或“不變”），理由是額外功減小，有用功在總功中比值增大，所以機(jī)械效率增大．

Answer 1

分析 （1）知道物體和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，求出繩子的段數(shù)，根據(jù)繩子的段數(shù)求出滑輪組的繞法．
（2）繩子末端的拉力跟物體的重力和動(dòng)滑輪的重力有關(guān)，跟物體升高的高度無(wú)關(guān)．
（3）知道每一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼的重力、鉤碼升高的高度、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)、彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，分別求出求出有用功、總功、機(jī)械效率．比較機(jī)械效率是否變化，判斷跟哪些因素?zé)o關(guān)．
（4）滑輪組的機(jī)械效率跟提起物體的重、動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)，額外功的變化，判斷機(jī)械效率的變化．

解答 解：（1）各次實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的三倍，所以物體和動(dòng)滑輪有三段繩子承擔(dān)，滑輪組繞法如圖所示：
．
（2）繩子末端的拉力跟物體的重力和動(dòng)滑輪在重力有關(guān)，跟物體升高的高度無(wú)關(guān)．所以只改變物體升高的高度，拉力大小不變．所以第二次測(cè)力計(jì)示數(shù)2.7N是錯(cuò)誤的．
（3）根據(jù)W_有=Gh，W_總=Fs，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$，計(jì)算實(shí)驗(yàn)1、2、3、4、5機(jī)械效率都是80%，所以滑輪組的機(jī)械效率跟物體升高的高度、物體移動(dòng)的速度都沒(méi)有關(guān)系．
（4）同一滑輪組，提起6N物體時(shí)，在滑輪的輪軸處加潤(rùn)滑油，減小了額外功，有用功在總功中的比值增大，機(jī)械效率提高．
故答案為：（1）如上圖；（2）第二次測(cè)力計(jì)示數(shù)2.7N；（3）提升速度、物體上升的高度；（4）增大；額外功減小，有用功在總功中比值增大，所以機(jī)械效率增大．

點(diǎn)評(píng) 滑輪組的機(jī)械效率跟提起物體的重、動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)，跟繩子的繞法，物體升高的距離，物體移動(dòng)的速度都沒(méi)有關(guān)系．