Question

16．如图甲是小红“测量滑轮组的机械效率”的实验装置．
（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，其拉力为2.4N，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为83.3%．
（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率η与动滑轮重G_动有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图象．由图象可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．若不计绳重和摩擦，分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为3N．
（3）实验中，钩码上升10cm所用的时间为1s，则拉力的功率为0.72W．

Answer 1

分析 （1）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数；
读取弹簧测力计的示数时，要注意分度值的大小；
明确滑轮组由几段绳子承担物重后，就可以判断钩码提升高度与弹簧测力计移动距离的关系，利用公式计算机械效率；
（2）根据机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论；
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$即可求出被提升物体所受的重力；
（3）动力的功率应该用动力所做的功，除以做功的时间，即运用公式P=$\frac{W}{t}$来计算．

解答 解：
（1）①实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
②弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N；
③物体的重力G=3×2N=6N，钩码上升的高度h=10cm=0.1m，
由图可知，n=3，绳端移动距离s=nh=3×0.1m=0.3m，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）根据图丙可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
根据图象可知，当动滑轮中为1N时，滑轮组的机械效率为75%，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$得，
G=$\frac{η{G}_{动}}{1-η}$=$\frac{75%×1N}{1-75%}$=3N；
（3）钩码上升10cm时，动力端移动的距离为30cm，则动力所做的功W=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
则动力的功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.72J}{1s}$=0.72W．
故答案为：（1）匀速；2.4；83.3%；（2）低；3；（3）0.72．

点评 本题考查了探究影响滑轮组机械效率因素的实验，要知道物体越重，做的有用功越多，机械效率越高；动滑轮越多，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低．