Question

20．如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N．　　　　　
（1）實驗時豎直向上勻速拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大小為2.4N．
（2）若鉤碼上升的高度為10cm，則有用功是0.6J，該滑輪組的機械效率為83.3%．
（3）若僅增加鉤碼的質(zhì)量，該滑輪組的機械效率將增大．（選填：“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）①只有在勻速拉動時，拉力的大小才是不變的，彈簧測力計的示數(shù)是不變的，才能快速準確測出拉力的大��；
②彈簧測力計的讀數(shù)：明確每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)．
③有用功等于鉤碼重力和鉤碼上升高度的乘積，即W_有用=Gh；總功等于拉力和繩端移動距離的乘積，即W_總=FS，由圖可知，用來承重動滑輪的繩子段數(shù)為3段，所以繩子移動的距離為物體上升高度的3倍，即S=3h；機械效率等于有用功和總功的比值，即η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$．
（3）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的個數(shù)，增大了有用功，因此機械效率會變大．

解答 解：
（1）在操作時應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；同時，測力計的示數(shù)才反映了拉動物體過程中拉力的大小．
該彈簧測力計每一個大格代表1N，每一個小格代表0.2N，圖中彈簧測力計的示數(shù)為2.4N．
（2）W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J
因為重物有3段繩子承擔，所以s=3h=3×0.1m=0.3m，
總功：W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%；
（3）整個滑輪組保持不變，即額外功不變．因為對重物做的功為有用功，增加鉤碼的質(zhì)量，即增大了有用功，機械效率就會增大．
故答案為：（1）勻速；2.4；（2）0.6；83.3%；（3）增大．

點評 （1）滑輪組做的有用功是提升物體重力做的功，額外功是克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功，總功是拉力做的功，機械效率等于有用功和總功的比值．
（2）滑輪組的機械效率與提升物體的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升物體重力越大，機械效率越大．