Question

实验室中“测滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示，每个滑轮组下面挂两个钩码，每个钩码重为G；每个滑轮的质量相等且小于钩码的质量．

（1）在乙图中，画出最省力的绕绳方法．
（2）在甲图中，当拉着弹簧测力计匀速上升时，弹簧测力计的读数______2G/3，弹簧测力计移动的距离将______钩码移动距离的3倍，滑轮组的机械效率______1．（以上均填“大于”“小于”或“等于”）．
（3）在测乙图中的滑轮组时，我们会发现它的机械效率将比甲滑轮组的机械效率______，理由是：______．

Answer 1

解：（1）最省力的绕绳方法是从动滑轮开始绕，如图所示．
（2）如甲图所示，由于承担动滑轮的绳子有3段，所以绳子自由端（弹簧测力计）移动的距离是钩码上升高度的3倍，如果不考虑滑轮自重及摩擦的情况下，拉力应该是钩码重力的，即F=G．但由于动滑轮的自重，使得拉力会变大，即F＞G．提升钩码的同时，会对动滑轮做额外功，所以机械效率小于1．
（3）对比甲、乙两图可以发现，它们提升的钩码是一样的，即所做有用功相同，但乙滑轮组中的动滑轮有两个，甲中只有一个，则乙滑轮组做的额外功多，所以乙的机械效率小于甲．
故答案是：（1）如图所示．

（2）大于；等于；小于；
（3）小；有用功相同，但乙滑轮组中动滑轮数量多，做的额外功多．
分析：（1）对于一个滑轮组来说，一般有两种绕绳方法，而较省力的绕绳方法是先从动滑轮开始绕．
（2）在不考虑滑轮组自重及摩擦的情况下，滑轮组中承担动滑轮的绳子有几段，拉力就是物重的几分之一；但由于动滑轮自重，使得弹簧测力计的拉力会增大，机械效率也就小于1．
（3）用不同的滑轮组提升相同的重物时，做的有用功是相同的，如果动滑轮越重，做的额外功就越多，则机械效率就越小．
点评：该实验题考查了滑轮组机械效率受什么因素的影响，以及利用滑轮组提升重物的拉力与重力之间的关系．