Question

17．小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．
（1）小红匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N，同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重（N）	弹簧测力计提升的高度（m）	有用功（J）	总功（J）	机械效率
2	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m．
（3）该滑轮组的机械效率实际为80%．
（4）提高该滑轮组的机械效率的方法有①减小动滑轮重量或减小绳子与滑轮之间的摩擦；②增大被提起物体的重量．

Answer 1

分析 （1）小红匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高；
（2）滑轮组在使用中，动滑轮上有几段绳子，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的几倍；
（3）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可计算出机械效率；
（4）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额外}}$×100%，通过减小额外功，增加有用功可以提高滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）在测滑轮组机械效率的实验中，应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）图中动滑轮上有5段绳子，则绳端移动的距离s=5h=5×0.1m=0.5m，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；
（3）该滑轮组的机械效率实际为：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{Fs}$×100%=$\frac{0.2J}{0.5N×0.5m}$×100%=80%；
（4）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额外}}$×100%可知：
当W_有一定时，减小动滑轮重量或减小绳子与滑轮之间的摩擦，可减少W_额外，机械效率增大；
当W_额外一定时，增大被提起物体的重量，可增大W_有，机械效率增大．
故答案为：（1）匀速竖直；
（2）弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；
（3）80%；
（4）①减小动滑轮重量或减小绳子与滑轮之间的摩擦；②增大被提起物体的重量．

点评 本题测滑轮组机械效率，考查注意事项、绳子自由端移动的距离与物体提升高度的关系、机械效率的计算、提高机械效率的方法等知识．