Question

13．用如圖所示器材測滑輪組的機械效率．
（1）在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方式．
（2）安裝好實驗器材后，記下鉤碼和拴住彈簧測力計的線端原先的位置．
（3）某同學正確測得鉤碼上升的高度為0.2m，鉤碼重1.5N，其他被測和計算的數(shù)據(jù)如下表：

拉力F/N	拉彈簧測力計的線端通過距離s/m	有用功W有用/J	總功W總/J
0.6	0.4	0.3	0.24

上表中肯定錯誤的數(shù)據(jù)是0.4、0.24．正確計算該滑輪組的機械效率為83.3%．
（4）若用上述裝置提起重1.5N的鉤碼，機械效率為η₁；提起重3N的鉤碼，機械效率為η₂，則η₁＜η₂．（選填“＞”、“＜”或“=”）由此可知，被提升物體的重力是影響滑輪組的機械效率的因素之一．

Answer 1

分析 （1）滑輪組最省力的繞法為用3段繩子承擔物重；
（3）根據(jù)三段繩子承擔物重，可判斷拉力移動距離與鉤碼上升高度的關(guān)系，利用W=Fs可求出有用功，這樣就可以對照發(fā)現(xiàn)表格中的錯誤；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計算滑輪組的機械效率；
（4）對于同一滑輪組來講，增大了鉤碼的重，相當于增加了有用功，這樣可提高機械效率．

解答 解：（1）滑輪組最省力的繞線方式為用3段繩子承擔物重，如圖所示；

（3）根據(jù)滑輪組的特點拉彈簧測力計的線端通過的距離s=3h=3×0.2m=0.6m；總功W_總=Fs=0.6N×0.6m=0.36J．因此可知，表中的數(shù)據(jù)中0.4和0.24是錯誤的；
有用功W有用=Gh=1.5N×0.2m=0.3J；
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%；
（4）因為同一滑輪組提升的物體越重，其機械效率越大，所以?₁＜?₂．被提升物體的重力是影響滑輪組機械效率的重要因素之一．
故答案為：（1）見上圖；（3）0.4、0.24；83.3%；（4）＜；被提升物體的重力．

點評 實驗中明確繞線方法，并根據(jù)繞線方法確定距離的關(guān)系，是本題的關(guān)鍵．明確繞線后，再通過分析和計算，即可對數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的判斷．通過此題我們還應(yīng)明確一點，就是同一滑輪組的機械效率與它提升的物重有關(guān)，物重越大，機械效率越高．