Question

12．如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重5.4N．  
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为2.4N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为5cm，该滑轮组的机械效率为75%．
（2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将减小．（选填：“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；在进行测量工具的读数时，要先认清分度值；
由图可知，该滑轮组绳子的段数为n=3，根据s=nh可以判断出钩码上升的高度；
W_有用=Gh，W_总=Fs，滑轮组的机械效率等于有用功与总功的比值．
（2）影响滑轮组机械效率的因素，一是提升物体的重，二是动滑轮的个数．

解答 解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是2.4N．
由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则由s=3h得：
钩码上升的高度h=$\frac{1}{3}$s=$\frac{1}{3}$×15cm=5cm，
有用功：W_有=Gh=5.4N×0.05m=0.27J；
总功：W_总=Fs=2.4N×0.15m=0.36J；
该滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.27J}{0.36J}$×100%=75%．
（2）若取下2个钩码，再做实验，则仅减小钩码的个数，所做的有用功减小，而额外功不变，所以有用功占总功的比值变小，则滑轮组的机械效率减小．
故答案为：（1）匀速；2.4；5；75；（2）减小．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率实验，考查了滑轮组的省力特点、机械效率的计算，还考查到了动滑轮重力对滑轮组机械效率的影响．