Question

如圖所示是測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）應(yīng)

緩慢勻速

向上拉彈簧測(cè)力計(jì)使物體G升高，從彈簧測(cè)力計(jì)上讀出

拉力F

的值，用刻度尺測(cè)出重物

上升的高度h

和彈簧測(cè)力計(jì)

移動(dòng)的距離s

．
（2）機(jī)械效率??=

Gh

Fs

．
（3）實(shí)驗(yàn)中得到的一組數(shù)據(jù)在下表中，由這組數(shù)據(jù)可算出：有用功為

0.81

J，總功為

0.9

J，機(jī)械效率η=

90%

．

彈簧拉力F（N）	物重G（N）	物體移動(dòng)的距離h（m）	繩子自由端移動(dòng)的距離s（m）
2.0	5.4	0.15	0.45

（4）如果實(shí)驗(yàn)中沒有刻度尺，只有彈簧測(cè)力計(jì)，那么，如圖所示的滑輪組，只要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出G、F，再由h和s的關(guān)系就可算出η=

G

3F

．
（5）實(shí)驗(yàn)中增加鉤碼數(shù)，機(jī)械效率將

變大

（填“變大”“變小”“不變”）

Answer 1

分析：（1）在測(cè)繩端拉力時(shí)，需勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)同時(shí)讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

可知需要測(cè)量的量；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

進(jìn)行解答；
（4）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）由二力平衡的條件可知，只有物體做勻速直線運(yùn)功時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和繩子的拉力相等；
根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

可知，需要彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出重物上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s；
（2）機(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知：
W_有=Gh=5.4N×0.15m=0.81J，W_總=Fs=2N×0.45m=0.9J，η=

Gh

Fs

=

0.81J

0.9J

=90%；
（4）由圖可知n=3，
滑輪組的機(jī)械效率η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

=

G

3F

；
（5）滑輪組沒有發(fā)生變化，所以在此過程中所做的額外功不變，由于物體的重力增加，
所以有用功增大，由公式η=

W有

W總

=

W有

W有+W額

可知，有用功在總功中所占的比值將增大，所以機(jī)械效率變大．
故答案為：
（1）緩慢勻速；拉力F；上升的高度h；移動(dòng)的距離s；
（2）

Gh

Fs

；
（3）0.81；0.9；90%；
（4）

G

3F

；
（5）變大．

點(diǎn)評(píng)：測(cè)力計(jì)不是勻速地移動(dòng)會(huì)影響測(cè)力計(jì)讀數(shù)的準(zhǔn)確，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，計(jì)算滑輪組機(jī)械效率時(shí)，關(guān)鍵是找準(zhǔn)有用功和總功；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．