Question

13．某同學用如圖所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率，相關數(shù)據(jù)記錄在如表中．

實驗序號	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/m	繩端的拉力/N	繩端移動的距離/m	機械效率
1	4	0.10	1.8	0.3
2	6	0.10	2.5	0.3
3	6	0.15	2.5

（1）實驗中，使用滑輪組提升重物時，應豎直向上勻速拉動彈簧測力計．
（2）第三次實驗中，繩端移動的距離為0.45m，滑輪組的機械效率為80%．
（3）分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同一滑輪組提升重物的重力變大時，滑輪組的機械效率將變化，是因為根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$，當額外功一定時，有用功越大，機械效率越高．

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）重物和動滑輪有三段繩子承擔，繩子移動的距離物體升高距離的3倍；根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計算出機械效率；
（3）根據(jù)1、2次實驗中的物重、物體升高的距離、彈簧測力計的拉力、彈簧測力計移動的距離，求出機械效率，然后得出結論．

解答 解：
（1）實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定．
（2）由圖示可知，滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=3，
第3次測量中，彈簧測力計移動的距離s=nh=3×0.15m=0.45m；
滑輪組的機械效率：
η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.15m}{2.5N×0.45m}$×100%=80%；
（3）根據(jù)第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，機械效率分別為：
η₁=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{總1}}$×100%=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%；
η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{總2}}$×100%=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.5N×0.3m}$×100%=80%；
兩次所用滑輪組相同，因此在額外功一定時，有用功越大，機械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）0.45m；80%；（3）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$；額外功；高．

點評 滑輪組的機械效率跟提起的物重有關，跟物體升高的距離、移動的速度、繩子的繞法無關．通過增加提起的物重來提高機械效率．