Question

在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)按正確方法操作，下圖是他實(shí)驗(yàn)中的情景，下表是他記錄的一組數(shù)據(jù)，請(qǐng)幫小強(qiáng)補(bǔ)充完整．

鉤碼總重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計(jì)拉力F/N	測力計(jì)移動(dòng)距離s/m	有用功W有用/J	總功W總/J
2	0.05	0.4

（1）比較上表中的計(jì)算結(jié)果，其不合理之處是

總功小于有用功，機(jī)械效率大于1

；結(jié)合測力計(jì)放大圖，可知小強(qiáng)的錯(cuò)誤是

彈簧測力計(jì)讀數(shù)錯(cuò)誤，應(yīng)為0.8N

．
（2）在該次實(shí)驗(yàn)中，所測滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)該為

83.3

%．
（3）如果不計(jì)繩重和摩擦，增加被提鉤碼，此滑輪組的機(jī)械效率將

變大

（填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析：（1）①滑輪組繩子自由端移動(dòng)的距離S與物體升高的高度h，以及與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)n之間的關(guān)系是：S=nh．
②有用功等于鉤碼總重與鉤碼上升的高度之間的乘積，用W_有用=Gh求出；
總功等于拉力和測力計(jì)移動(dòng)距離的乘積，用W_總=Fs求出；
機(jī)械效率等于有用功和總功的比值，即η=

W有用

W總

．
③有用功永遠(yuǎn)都應(yīng)小于總功，機(jī)械效率不可能大于1．認(rèn)真讀圖可以看出，彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為0.8N，而不是0.4N，這便是造成不合理的原因．
（2）讀出正確的拉力，再將相關(guān)數(shù)據(jù)代入機(jī)械效率的公式進(jìn)行計(jì)算即可得出正確的數(shù)值．
（3）增大機(jī)械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動(dòng)滑輪重．

解答：解：（1）①由圖可見，與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)n=3，因此測力計(jì)移動(dòng)的距離S=nh=3×0.05m=0.15m；
②有用功：W_有用=Gh=2N×0.05m=0.1J；
總功：W_總=Fs=0.4N×0.15m=0.06J
機(jī)械效率：η=

W有用

W總

=

0.1J

0.06J

×100%=166.7%
③機(jī)械效率大于1，這一定是錯(cuò)誤的，讀圖可知，彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N，故其正確的讀數(shù)應(yīng)為0.2N×4=0.8N．
故答案為：數(shù)據(jù)如下表：

鉤碼總重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計(jì)拉力F/N	測力計(jì)移動(dòng)距離s/m	有用功W有用/J	總功W總/J
2	0.05	0.4	0.15	0.1	0.06

總功小于有用功，機(jī)械效率大于1；彈簧測力計(jì)讀數(shù)錯(cuò)誤，應(yīng)為0.8N．
（2）有用功W_有用=0.1J是正確的，總功應(yīng)該為W_總=Fs=0.8N×0.15m=0.12J
∴機(jī)械效率應(yīng)為：η=

W有用

W總

=

0.1J

0.12J

×100%=83.3%
故答案為：83.3．
（3）當(dāng)提升重物的重力增加了，做的有用功就更多了，故機(jī)械效率變大．
故答案為：變大．

點(diǎn)評(píng)：在此題中，明確各力與距離的關(guān)系，熟練運(yùn)動(dòng)功、機(jī)械效率的公式進(jìn)行計(jì)算是對(duì)我們的基本要求，同時(shí)，在具體實(shí)驗(yàn)中，彈簧測力計(jì)讀數(shù)也是我們?nèi)菀壮鲥e(cuò)之處，應(yīng)引起關(guān)注．