题目内容
14．
如图甲是小枫同学测滑轮组的机械效率的示意图，已知每个钩码的质量为100g，小枫在滑轮钩子上挂3个钩码，再用弹簧测力计拉动绳子自由端，将钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A，匀速上升到B，位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳子的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示，则：（1）弹簧测力计的示数是2.2N．
（2）弹簧测力计移动的距离为15.0cm．
（3）拉力F做的功是0.33J．
（4）滑轮组的机械效率是45.4%，如果在滑轮组的钩子上再加2个钩码，则滑轮组的效率增大（选填：不变，变大或变小，结果保留至1%）
分析 （1）由图示弹簧测力计确定其分度值，然后读出示数；
（2）拉力F移动的距离就是A′B′间的长度，使用刻度尺测量物体的长度，读数时要先认清分度值；
（3）根据图示确定定滑轮上绳子的段数，定滑轮受到的拉力为弹簧测力计示数的绳子段数倍；利用公式W=Fs，可计算出拉力做的功；
（4）由功的计算公式与效率公式求出滑轮组的效率；使用动滑轮时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会增大．
解答 解：
（1）由图乙所示可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F=2.2N；
（2）刻度尺的分度值是1cm，拉力是从30.0cm开始上升的，上升到45.0cm处，拉力F移动的距离s=15.0cm=0.150m；
（3）拉力做的功是：W总=Fs=2.2N×0.15m=0.33J；
（4）由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为：n=3，物体上升的高度为为：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{0.15m}{3}$=0.05m；
动滑轮的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{0.3kg×10N/kg×0.05m}{2.2N×0.15m}$×100%≈45.4%；
若在动滑轮下加挂两个钩码，提升物体的过程中，整个滑轮组保持不变，即额外功不变；因为对重物做的功为有用功，增加钩码的重，即增大了有用功，机械效率就会增大．
故答案为：（1）2.2；（2）15.0；（2）0.33；（4）45.4%；增大．
点评 本题考查了弹簧测力计、刻度尺的读数、滑轮组绳子段数的判断以及功的计算和提高机械效率的方法，是一道综合题；注意长度测量在记录数据时应估读到分度值的下一位．
练习册系列答案
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4．某同学用图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω，2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）该同学将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1短路（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）；实验记录的多组数据如下表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比．
（5）实验结束后，该同学问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导该同学分析了不能更换的原因．你认为其原因是滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．
（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整．
（2）该同学将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是定值电阻R1短路（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3）；实验记录的多组数据如下表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比．
| 实验次数 | 定值电阻（Ω） | 电流表示数（A） |
| 1 | 5 | |
| 2 | 10 | 0.18 |
| 3 | 20 | 0.09 |