【測試要點】帶輪(組)機械效率測量實驗。
【分析】(1)根據表中數據,首先分析確定承受物體重量的繩子的節數,然后纏繞繩子;
(2)使用滑動輻條時,滑輪架要克服一定的機械摩擦力,因此要測試滑輪架的機械效率滑輪組機械效率實驗,需要將物體升起進行讀數;
(3)從圖中讀出彈簧測力計的讀數(拉力的大小)和承受物體重量的繩股數n,則s=nh,借助η=
求滑輪架的機械效率;
(4)①滑輪架所做的額外功是克服動滑輪的重力和鋼絲繩之間的摩擦力所做的功;
②使用滑動輻條時,所做的額外功保持不變,物體重量減輕,有用功減少,因此機械效率會提高; 同時,通過更換輕質動滑輪,減少摩擦,可以提高機械效率。
【解答】解決辦法:
(1)從表中數據分析可知,動力作用點之間的距離s為鉤碼高度h的3倍,說明物體的重量由三段繩承受,因此滑輪架的纏繞情況如右圖所示:
(2)當物體被輕輕提升時,需要克服機械摩擦力來做功,因此為了檢測滑輪架在物體提升時的機械效率,需要在物體以平緩、勻速的速度提升時讀取;
(3) 圖中彈簧測力計分度值為0.2N,故拉力F=1.8N滑輪組機械效率實驗,
在第三次測試中,機械
效率為:
η=
×100%≈74.1%;
(4)根據表中數據分析可知:
①滑輪架所做的額外功是克服動滑輪重力和繩索間摩擦力所做的功; 當物體的重量減小時,動滑輪的重力保持不變,物體的重量越大,摩擦力就越大,因此附加功就越大;
②提高滑輪架的機械效率,可減少增加的重量,更換輕質動滑輪,減少摩擦等。
因此,答案是:(1)見上圖; (2)勻速上升; (3)1.8;
增加提升物體的重量或減少動滑輪的重量。
【點評】本題主要探討滑輪架的機械效率。 主要考察中學生對機械效率公式和實驗過程的掌握情況。 使用滑動輻條時,所做的額外功保持不變,鉤子的重量減輕,有用功也減少。 有用功占總功的比例減小,即機械效率變大。