题目内容

用如图丁所示的装置来测滑轮组的机械效率：
（1）实验要求，用弹簧测力计拉动绳端时，拉力的方向应，并使物体上升．
（2）若弹簧测力计移动30cm，则物体移动cm．
（3）若被提升的物体是钩码，每只钩码重为2N，每只滑轮重为0.5N，弹簧测力计读数是2.5N，则拉力做的额外功是．滑轮组的机械效率是．
（4）若再加挂一只钩码重做实验，所测的机械效率与前一次相比将．（选填“相同”或“变大”“变小”）．
（5）如图甲和乙所示，若在甲的实验基础上多使用一个滑轮，做同样的实验，在忽略绳重和摩擦的情况下，此时的机械效率为η_甲______η_乙．（选填“＞”、“=”或“＜”）

解：（1）实验要求，用弹簧测力计拉动绳端时，拉力的方向应竖直向上，并使物体匀速上升．
（2）由图丁可知，绳子的有效股数n=3，弹簧测力计移动s=30cm=0.3m，则物体移动h= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =10cm=0.1m．
（3）由图丁可知，物体重力G=2N×3=6N，有用功W=Gh=6N×0.1m=0.6J；
总功W_总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J，额外功W_额外=W_总-W=0.75J-0.6J=0.15J，
滑轮组的效率η= $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ ×100%=80%．
（4）再加挂一只钩码重做实验，有用功变大，额外功不变，所测的机械效率与前一次相比将变大．
（5）从图中可以看出，图乙中的滑轮组比图甲中的滑轮组多了一个定滑轮，动滑轮的个数不变．
在此实验中，忽略绳重和摩擦，额外功是克服动滑轮重力做的功，所以额外功不变，
根据题意有用功也不变，所以滑轮组的机械效率不变．
故答案为：（1）竖直向上；匀速；（2）10；（3）0.15J；80%；（4）变大；（5）不变．
分析：（1）应用公式W=Fs求公式，力的方向应该与物体运动方向相同，
实验时应竖直向上拉弹簧测力计，使物体做匀速直线运动．
（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，然后根据弹簧测力计移动的距离求出物体移动的距离．
（3）由功的公式W=Fs求出有用功与总功，有总功与用功之差等于额外功，然后由效率公式求出滑轮组的效率．
（4）再加挂一个钩码做实验，有用功变大，额外功不变，机械效率变大．
（5）分析图示，看有用功与额外功有何变化，然后答题．
点评：此题主要探究滑轮组的机械效率，有关滑轮组要了解绳端端移动距离s与物体上升高度h之间的关系s=nh．考查了机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率的因素：物重与动滑轮重．