Question

6．測滑輪組的機械效率，先用調節(jié)好的天平測動滑輪的質量為20g，然后照圖那樣安裝好滑輪組，記下鉤碼及彈簧秤的位置，拉動彈簧秤使重為G的鉤碼升高，讀出彈簧秤的示數(shù)F，用刻度尺分別測出鉤碼提升的高度h和彈簧秤移動的距離s，記錄數(shù)據(jù)．若g=10N/kg，則：
（1）動滑輪的重G=0.2N．Fs表示的是總功．
（2）使鉤碼升高的過程中應向上勻速拉動彈簧秤；不考慮繩子的伸長：S=3h．
（3）用式子η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$計算機械效率的條件是不計繩重及摩擦．它比用η=$\frac{Gh}{FS}$計算出的結果偏大（填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（4）保持此裝置不變，將提升的鉤碼增加2G，滑輪組的機械效率將增大（填：“增大”“不變”或“減小”）

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)G=mg計算動滑輪的重力；
②克服物體重力做的功是有用功，繩子自由端拉力做的功是總功．
（2）①利用二力的平衡知識可知，只有豎直勻速拉動彈簧秤時，彈簧秤的示數(shù)才等于拉力的大��；
②繩子自由端移動的距離等于物體升高的高度和繩子段數(shù)的成績，即s=nh．
（3）η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$只考慮動滑輪的重，沒有考慮繩重和摩擦；η=$\frac{Gh}{Fs}$同時考慮到動滑輪重、繩重、摩擦，有用功不變，后者總功增大，所以后者機械效率偏�。�
（4）滑輪組一定時，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機械效率增大．

解答 解：（1）①由題意得，動滑輪的重力G=mg=20×10-3kg×10N/kg=0.2N；
②F指的是繩子自由端的拉力，s是彈簧秤移動的距離，因此Fs是彈簧測力計拉力做的功，屬于總功．
（2）①只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等于鉤碼的重力，測力計的示數(shù)才等于拉力的大��；
②由圖知，n=3，則s=3h．
（3）η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$，總功等于提升動滑輪和重物做的功，條件：不考慮繩重和摩擦；
η=$\frac{Gh}{Fs}$，同時考慮到動滑輪重、繩重、摩擦；
兩個公式中，提起物體時有用功相同，根據(jù)η=$\frac{Gh}{（mg+G）h}$計算時總功偏小，機械效率偏大．
（4）同一滑輪組提起鉤碼的重增加，額外功幾乎不變，有用功在總功的比值增大，所以同一滑輪組提起的物體越重，機械效率越高．
故答案為：（1）0.2；總；
（2）勻速；3；
（3）不計繩重及摩擦；偏大；
（4）增大．

點評 滑輪組的機械效率跟提起物體的重力、繩重、摩擦、動滑輪重有關，跟物體升高的距離、提起的速度沒有關系，計算時要注意條件；滑輪組一定時，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機械效率升高．