Question

8．如圖所示是小明同學測滑輪組機械效率的實驗裝置圖．他用彈簧測力計使重為6N的物體在0.5s內勻速上升了0.4m（不計繩重及摩擦） 
（1）觀察彈簧測力計的讀數可得拉力是2.5 N；
（2）該滑輪組的機械效率是多少？
（3）根據題目所提供的相關信息，還可以求出其它一些物理量．請從中任選兩個并加以解答．
（4）小明查閱了相關數據（如表所示），發現一般機械的效率都很低，請你就如何提高機械效率，提出兩點建議：

某些機械設備的效率
噴氣發動機	16%-24%
起重機	40%-50%
汽油機	22%-27%
柴油機	28%-30%

①減少廢氣帶走的熱量；
②減小機器部件間的摩擦．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計示數即可讀出小明所用的拉力；
（2）根據滑輪組判斷出承擔物重的繩子段數，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gnh}$=$\frac{G}{nF}$計算出滑輪組機械效率；
（3）根據題目所提供的相關信息，找出其它的物理量信息，應根據已知數據中進行最簡單的計算就能求出的物理量；
（4）熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，要提高效率，就要減少熱的損失．相反，可以找出熱機效率低的原因．

解答 解：
（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值是0.5N，指針指在2N到3N之間，所以小明所用的拉力F=2.5N；
（2）由圖可知滑輪組由3段繩子承擔物重；
所以滑輪組機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Gnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{6N}{3×2.5N}$×100%=80%；
（3）①由圖可知：動滑輪由3段繩子承擔，則滑輪組的繩子段數n=3．
則可求彈簧測力計勻速向上運動的距離：S=nh=3×0.4m=1.2m；
②由圖知F=2.5N，則在此過程中所做的做功為W_總=Fs=2.5N×1.2m=3J；
（4）熱機效率是指熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，要提高效率，首先使燃料充分燃燒，然后減少燃燒產生能量的損失，熱機效率較低，主要原因有：①廢氣帶走的大量的熱；②熱機部件間的摩擦大；③燃料不充分燃燒．
故答案為：（1）2.5；（2）滑輪組的機械效率為80%；（3）①拉力通過的距離為1.2m；總功為3J；（4）①減少廢氣帶走的熱量；②減小機器部件間的摩擦．

點評 本題所涉及到的公式特別多，要根據滑輪組確定繩子段數n，然后利用公式認真計算，在計算過程中，要注意單位換算、公式變形等問題．