Question

图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N．
（1）实验时要竖直向上

 

拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为

 

N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动

 

cm，该滑轮组的机械效率为

 

．
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将

 

．（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
（3）本实验中若没有刻度尺测钩码上升的高度及绳自由端移动距离，则滑轮组机械效率应据η=

 

来计算．

Answer 1

分析：（1）实验中要匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数．读取弹簧测力计的示数时，要注意分度值的大小．明确滑轮组由几段绳子承担物重后，就可以判断钩码提升高度与弹簧测力计移动距离的关系了，也就能利用公式计算机械效率了；
（2）增加钩码的个数可使有用功增大，在额外功不变的情况下，机械效率将增大；
（3）当不确定物体上升的高度和自由端移动的距离时，可根据机械效率的推导公式进行计算．

解答：解：（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计的，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；
因为滑轮组用三段绳子承担物重，那么弹簧测力计移动的距离就是钩码上升高度的三倍，故弹簧测力计向上移动了3×8cm=24cm；
该滑轮组的机械效率η=

W有

W总

×100%=

6N×0.08m

2.4N×0.24m

×100%≈83.3%；
（2）在滑轮组其它条件不变的情况下，仅增加钩码的个数，相当于增大了有用功的比例，因此，其机械效率会增大；
（3）∵η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

G

nF

∴若没有刻度尺测钩码上升的高度及绳自由端移动距离，则滑轮组机械效率可根据η=

G

nF

来进行计算．
故答案为：（1）匀速；2.4；24；83.3%；（2）增大；（3）

G

nF

．

点评：（1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值．
（2）滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．