Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，小強按正確方法操作，下圖是他實驗中的情景，下表是他記錄的一組數(shù)據(jù)，請幫小強補充完整．

鉤碼總重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計拉力F/N	測力計移動距離s/m	有用功W有用/J	總功W總/J
2	0.05	0.4

（1）比較上表中的計算結(jié)果，其不合理之處是

總功小于有用功，機械效率大于1

；結(jié)合測力計放大圖，可知小強的錯誤是

彈簧測力計讀數(shù)錯誤，應為0.8N

．
（2）在該次實驗中，所測滑輪組的機械效率應該為

83.3

%．
（3）如果不計繩重和摩擦，增加被提鉤碼，此滑輪組的機械效率將

變大

（填“變大”、“不變”或“變小”）．

Answer 1

分析：（1）①滑輪組繩子自由端移動的距離S與物體升高的高度h，以及與動滑輪相連的繩子段數(shù)n之間的關系是：S=nh．
②有用功等于鉤碼總重與鉤碼上升的高度之間的乘積，用W_有用=Gh求出；
總功等于拉力和測力計移動距離的乘積，用W_總=Fs求出；
機械效率等于有用功和總功的比值，即η=

W有用

W總

．
③有用功永遠都應小于總功，機械效率不可能大于1．認真讀圖可以看出，彈簧測力計的示數(shù)應為0.8N，而不是0.4N，這便是造成不合理的原因．
（2）讀出正確的拉力，再將相關數(shù)據(jù)代入機械效率的公式進行計算即可得出正確的數(shù)值．
（3）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．

解答：解：（1）①由圖可見，與動滑輪相連的繩子段數(shù)n=3，因此測力計移動的距離S=nh=3×0.05m=0.15m；
②有用功：W_有用=Gh=2N×0.05m=0.1J；
總功：W_總=Fs=0.4N×0.15m=0.06J
機械效率：η=

W有用

W總

=

0.1J

0.06J

×100%=166.7%
③機械效率大于1，這一定是錯誤的，讀圖可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，故其正確的讀數(shù)應為0.2N×4=0.8N．
故答案為：數(shù)據(jù)如下表：

鉤碼總重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計拉力F/N	測力計移動距離s/m	有用功W有用/J	總功W總/J
2	0.05	0.4	0.15	0.1	0.06

總功小于有用功，機械效率大于1；彈簧測力計讀數(shù)錯誤，應為0.8N．
（2）有用功W_有用=0.1J是正確的，總功應該為W_總=Fs=0.8N×0.15m=0.12J
∴機械效率應為：η=

W有用

W總

=

0.1J

0.12J

×100%=83.3%
故答案為：83.3．
（3）當提升重物的重力增加了，做的有用功就更多了，故機械效率變大．
故答案為：變大．

點評：在此題中，明確各力與距離的關系，熟練運動功、機械效率的公式進行計算是對我們的基本要求，同時，在具體實驗中，彈簧測力計讀數(shù)也是我們?nèi)菀壮鲥e之處，應引起關注．