Question

某实验小组在做“测滑轮组机械效率”的实验中，组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）．
（1）实验中，在读取弹簧测力计的示数时，应使钩码________上升．
（2）用甲、乙两滑轮组提升相同的重物，它们的机械效率关系是η_甲________η_乙（选填：“＞”、“＜”或“=”）．
（3）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η=________．

Answer 1

解：（1）只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）因滑轮组（甲）和（乙）提升的是相同的重物、升高相同的高度，由W_有=Gh可知：W_甲=W_乙；
又因甲组的动滑轮的个数比乙组的少，所做的额外功就少，由机械效率的公式可知：η_甲＞η_乙；
（3）由甲图知，此滑轮组有3段绳子与动滑轮接触，所以此滑轮组由3段绳子承担物重，设钩码上升高度为h，则绳子自由端移动距离是s=3h．
其机械效率为：η===．
故答案为：（1）匀速上升；（2）＞；（3）．
分析：（1）利用二力平衡的条件可知，只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）滑轮组（甲）和（乙）提升的是相同的重物、升高相同的高度，故克服钩码的重力所做的功相同，即有用功相同；然后比较两滑轮组时所做的额外功的大小即可，额外功越多，机械效率越小；
（3）要解决此题需要掌握绳端移动距离与物体上升高度之间的关系，即看有几段绳子吊着动滑轮，有几段就费几倍的距离．：s=nh．则η===．
点评：此题主要是测量滑轮组的机械效率，首先要掌握滑轮组机械效率的概念．考查了滑轮组的机械效率与被提升物体的重力及动滑轮重力之间的关系．