Question

10．小雪和小紅在“測(cè)定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，使用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼的位置．
（1）小紅豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼勻速升高，并由 彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為0.5N；同時(shí)小雪用刻度尺測(cè)出鉤碼提升  的高度為0.2m，以上測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤，其他被測(cè)物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表：

鉤碼重/N	彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度/m	有用功/J	總功/J	機(jī)械效率
1	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小紅測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為100%，他們意識(shí)到出了錯(cuò)誤．請(qǐng)你幫助找出原因彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度測(cè)量錯(cuò)誤，應(yīng)為0.6m．
（3）該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為83.3%．
（4）若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機(jī)械效率將變大．（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（5）實(shí)驗(yàn)后小紅猜想，對(duì)于同一滑輪組，它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的．你認(rèn)為小強(qiáng)應(yīng)采用的正確方法是什么？答：使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，分別測(cè)出機(jī)械效率并比較．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)；
（2）滑輪組在使用中，動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的幾倍；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計(jì)算出機(jī)械效率；
（4）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．
（5）要解決此題，需要知道滑輪組的機(jī)械效率也與被提升的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率越高，反之則越低．

解答 解：（1）為了正確測(cè)量拉力，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)；
（2）動(dòng)滑輪被3根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的3倍，因此彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)了，應(yīng)為0.6m；
（2）滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{1N×0.2m}{0.5N×0.6m}$×100%=83.3%；
（4）使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機(jī)械效率會(huì)變大．
（5）滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力也有關(guān)系，所以可以通過(guò)改變提升物體的重力來(lái)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．
故答案為：（1）豎直向上勻速；（2）彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度測(cè)量錯(cuò)誤，應(yīng)為0.6m；（3）83.3%；（4）變大；（5）使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，分別測(cè)出機(jī)械效率并比較．

點(diǎn)評(píng) 此題主要是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，首先要掌握滑輪組機(jī)械效率的概念．考查了滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力及動(dòng)滑輪重力之間的關(guān)系．