Question

8．在“測(cè)量動(dòng)滑輪機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提升鉤碼，改變鉤碼的數(shù)量，正確操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/cm	拉力F/N	繩端移動(dòng)的距離s/cm
①	1.0	20.0	0.7	40.0
②	2.0	20.0	1.2	40.0
③	3.0	20.0	1.7	40.0

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)沿豎直方向拉繩子自由端最省力，且應(yīng)勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下的鉤碼緩緩上升．
（2）第①次實(shí)驗(yàn)測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為71.4%．
（3）第③次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼上升的速度為0.05m/s，則拉力的功率為0.17W，靜止時(shí)拉力F的大小小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）1.7N．
（4）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，同一動(dòng)滑輪，所提升物重增大，機(jī)械效率將增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，為了正確測(cè)出拉力的大小，應(yīng)豎直拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)勻速上升．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用效率公式求出動(dòng)滑輪的效率；
（3）拉力的功率即總功的功率，根據(jù)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)得出拉力的速度，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計(jì)算拉力的功率；
靜止時(shí)，消除了摩擦力的影響，測(cè)力計(jì)示數(shù)變��；
（4）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，機(jī)械效率的變化和物重變化的關(guān)系．

解答 解：
（1）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用手豎直勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下的鉤碼緩緩上升；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第①次實(shí)驗(yàn)測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率η₁=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.2m}{0.7N×0.4m}$×100%≈71.4%；
（3）動(dòng)滑輪承重繩子股數(shù)n=2，拉力的速度v=nv_鉤碼=2×0.05m/s=0.1m/s，
第③次實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1.7N×0.1m/s=0.17W；
靜止時(shí)沒(méi)有摩擦力，拉力等于鉤碼和動(dòng)滑輪重力的一半，拉力小于1.7N；
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，動(dòng)滑輪效率：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.2m}{1.2N×0.4m}$×100%≈83.3%
η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.2m}{1.7N×0.4m}$×100%≈88.2%
根據(jù)三次的機(jī)械效率及物重的變化可得同一動(dòng)滑輪，所提升物重增大，機(jī)械效率將增大．
故答案為：（1）豎直；勻速；（2）71.4%；（3）0.17；小于；（4）增大．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，首先要熟練掌握機(jī)械效率的公式，會(huì)利用公式進(jìn)行計(jì)算；同時(shí)考查了影響機(jī)械效率大小的因素及有關(guān)功率的計(jì)算，注意公式的推導(dǎo)．