Question

如圖，為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重4N：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力大小為1.6N，若彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)21cm，則鉤碼上升的高度為______cm，該滑輪組的機(jī)械效率為______．
（2）若僅增加鉤碼的個(gè)數(shù)，該滑輪組的機(jī)械效率將______（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）分析一下此滑輪組的機(jī)械效率小于100%的原因，請(qǐng)寫出兩條：______、______．

Answer 1

解：（1）①實(shí)驗(yàn)中測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)在動(dòng)滑輪下掛上鉤碼，線繩的自由端掛在測(cè)力計(jì)的掛鉤上，手握測(cè)力計(jì)面板使重物勻速上升；
②動(dòng)滑輪被3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3倍，彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)21cm，則鉤碼上升的高度為7cm；
③有用功：W_有=Gh=4N×0.07m=0.28J，拉力做的總功：W_總=Fs=1.6N×0.21m=0.336J，因此滑輪組的機(jī)械效率為：η=×100%=×100%≈83.3%．
（2）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，則有用功占總功的比例增大，也就是機(jī)械效率變大．
（3）使用滑輪組的目的是提升物體到達(dá)一定高度，但是在提升物體時(shí)把動(dòng)滑輪和繩子一起提了起來，另外還有繩子之間的摩擦，這些都是不需要又不得不做的額外功，因?yàn)橛蓄~外功的存在，滑輪組的機(jī)械效率總小于100%．
故答案為：（1）勻速、7、83.3%；
（2）增大；
（3）動(dòng)滑輪重、繩重及摩擦．
分析：（1）①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；
②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；
③計(jì)算滑輪組機(jī)械效率時(shí)，有用功W_有=Gh，總功W_總=Fs．
（2）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．
（3）機(jī)械效率小于100%，是因?yàn)橛蓄~外功的存在．
點(diǎn)評(píng)：（1）滑輪組的機(jī)械效率和物體重、動(dòng)滑輪重有關(guān)，如果動(dòng)滑輪重不變，物體越重，機(jī)械效率越高；如果物體重不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
（2）要提高滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被提升物體的重力．