Question

如圖是實驗組小明同學(xué)測定滑輪組機械效率的實驗裝置，實驗中測量的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力F/N	細(xì)線自由端移動的距離s/m	機械效率η/%
1	2.0	0.03	1.6	0.06
2	3.0	0.05		0.1	75

（1）請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出實驗時滑輪組的繞線情況，并填好表中空格．
（2）若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機械效率將______（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）小明在實驗過程中，應(yīng)當(dāng)______向下拉動彈簧測力計，才能通過彈簧測力計準(zhǔn)確讀出拉力的大小．
（4）小東同學(xué)通過滑輪組力的關(guān)系，算出動滑輪的重力是______N；他發(fā)現(xiàn)與滑輪組的真實值不相符，原因是______．

Answer 1

解：（1）①由表格中數(shù)據(jù)可知，繩端移動距離是物體上升高度的2倍，
所以此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重．繞線如圖：
②η===62.5%，
由η′=得
F′===2.0N；
故填表如下：

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力F/N	細(xì)線自由端移動的距離s/m	機械效率η/%
1	2.0	0.03	1.6	0.06	62.5
2	3.0	0.05	2.0	0.1	75

（2）使用的滑輪組不變，所做的額外功相同，被提升的物體越重，有用功在總功中占的比值越大．
（3）要正確測量繩端拉力，需使測力計在豎直方向做勻速運動．
（4）滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=2，∵F=，
∴G動滑輪=nF-G=2×1.6N-2N=1.2N；由于繩子有質(zhì)量、繩子與滑輪間存在摩擦，
所求出的動滑輪重力與真實值不相符．
故答案為：（1）如圖所示；如上表所示；（2）變大；（3）勻速；（4）1.2N；繩子有質(zhì)量、存在摩擦．
分析：（1）根據(jù)鉤碼上升的高度與繩子自由端移動的距離判斷滑輪組承重繩子的有效股數(shù)，然后畫出滑輪組的繞法；根據(jù)功的計算公式求出有用功與總功，然后根據(jù)效率公式分析答題．
（2）了解增大機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、減輕動滑輪重．
（3）在實驗過程中，為了正確測量繩端拉力需要使測力計在豎直方向勻速運動．
（4）繩子的有效股數(shù)n=2，根據(jù)滑輪組公式可以求出滑輪組的重力；由于存在摩擦、繩子有重力，求出的動滑輪重力值與真實值不同．
點評：此題是測量滑輪組的機械效率，其中考查了機械效率的計算及應(yīng)用，同時還考查了影響滑輪組機械效率的因素．知道滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關(guān)，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．在此題中還要了解繩端移動距離與物體上升高度的關(guān)系．