Question

17．某實驗小組進行測量滑輪組機械效率的實驗，先用彈簧測力計測出物重為6N，再按如圖所示的連接方式組裝好滑輪組，并分別記下物體和彈簧測力計的起始位置．
（1）若物體上升了10cm，此時彈簧測力計的示數(shù)如圖所示為2.4N，則滑輪組的機械效率是83.3%．
（2）為了測量繩子自由端的拉力F，A同學認為應(yīng)該在彈簧測力計靜止時讀數(shù)，B同學認為應(yīng)該在緩慢勻速提升時讀數(shù)，正確的是B（選“A”或“B”）同學的方法．
（3）實驗中要分別記下物體的彈簧測力計的起始位置，是為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功．
（4）計算發(fā)現(xiàn)該滑輪組的機械效率小于1，你能分析一下效率不是100%的原因嗎？請你試著寫出一條：克服動滑輪重力做額外功（或克服摩擦、繩重做額外功）．（5）為了提高滑輪組提升物體時的機械效率，請你提出兩條措施：
①增加物體的重力；
②減小動滑輪的重力．

Answer 1

分析 （1）首先確定測力計的分度值，然后進行讀數(shù)；
根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%計算出滑輪組的機械效率．
（2）在使用滑輪組時，滑輪組還要克服一些機械摩擦，所以要測量滑輪組的機械效率，需使物體上升進行讀數(shù)．
（3）要測滑輪組的機械效率，需測出G、h、F、s，根據(jù)公式η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%計算．所以需要測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功．
（4）使用滑輪組時，需要克服動滑輪重力、摩擦力做額外功，所以總功總會大于有用功，機械效率總會小于1；
（5）滑輪組的機械效率是指有用功與總功之比，有用功越多、額外功越少，滑輪組的機械效率越高．

解答 解：（1）由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數(shù)為2.4N．
滑輪組由3段繩子承擔物重，所以s=3h=3×0.1m=0.3m；
則滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%=83.3%；
（2）為了測量滑輪組提升物體時的機械效率，所以需在緩慢勻速提升時讀數(shù)，B同學正確．
（3）為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功，應(yīng)分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置．
（4）使用滑輪組時，需要克服動滑輪重力、摩擦力做額外功，所以總功總會大于有用功，機械效率總會小于1；
（5）若增加物體的重力可以增大有用功，從而增加有用功在總功中所占的比值．
減小動滑輪的重力，可以減少額外功，從而提高有用功在總功中的比值．
故答案為：（1）2.4；83.3%；（2）B；
（3）測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功；
（4）克服動滑輪重力做額外功（或克服摩擦、繩重做額外功）；
（5）①增加物體的重力；②減小動滑輪的重力．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率，一定要搞清繩端拉力的測法，必須使測力計勻速運動．同時要掌握滑輪組機械效率的計算公式及其影響因素．