Question

8．如图所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图．他用弹簧测力计使重为6N的物体在0.5s内匀速上升了0.4m（不计绳重及摩擦） 
（1）观察弹簧测力计的读数可得拉力是2.5 N；
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）根据题目所提供的相关信息，还可以求出其它一些物理量．请从中任选两个并加以解答．
（4）小明查阅了相关数据（如表所示），发现一般机械的效率都很低，请你就如何提高机械效率，提出两点建议：

某些机械设备的效率
喷气发动机	16%-24%
起重机	40%-50%
汽油机	22%-27%
柴油机	28%-30%

①减少废气带走的热量；
②减小机器部件间的摩擦．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计示数即可读出小明所用的拉力；
（2）根据滑轮组判断出承担物重的绳子段数，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gnh}$=$\frac{G}{nF}$计算出滑轮组机械效率；
（3）根据题目所提供的相关信息，找出其它的物理量信息，应根据已知数据中进行最简单的计算就能求出的物理量；
（4）热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高效率，就要减少热的损失．相反，可以找出热机效率低的原因．

解答 解：
（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是0.5N，指针指在2N到3N之间，所以小明所用的拉力F=2.5N；
（2）由图可知滑轮组由3段绳子承担物重；
所以滑轮组机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{6N}{3×2.5N}$×100%=80%；
（3）①由图可知：动滑轮由3段绳子承担，则滑轮组的绳子段数n=3．
则可求弹簧测力计匀速向上运动的距离：S=nh=3×0.4m=1.2m；
②由图知F=2.5N，则在此过程中所做的做功为W_总=Fs=2.5N×1.2m=3J；
（4）热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，要提高效率，首先使燃料充分燃烧，然后减少燃烧产生能量的损失，热机效率较低，主要原因有：①废气带走的大量的热；②热机部件间的摩擦大；③燃料不充分燃烧．
故答案为：（1）2.5；（2）滑轮组的机械效率为80%；（3）①拉力通过的距离为1.2m；总功为3J；（4）①减少废气带走的热量；②减小机器部件间的摩擦．

点评 本题所涉及到的公式特别多，要根据滑轮组确定绳子段数n，然后利用公式认真计算，在计算过程中，要注意单位换算、公式变形等问题．