Question

18．如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，若物体重6N．
（1）实验时应沿竖直向上方向匀速拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，绳子自由端上升30cm，此时弹簧测力计的示数如图所示是2.4N，则滑轮组的机械效率是83.3%．
（2）若仅增加物体的重力（不计摩擦），该滑轮组的机械效率将增大．（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）为什么滑轮组的机械效率小于1？

Answer 1

分析 （1）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；
②由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出弹簧测力计向上移动的距离；
③根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小；
④根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出该滑轮组的机械效率；
（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）使用机械时，不可避免地要做额外功，据此分析解答．

解答 解：（1）①实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样示数才会稳定，所读出的数值才等于拉力的大小；
②由图可知，n=3，则弹簧测力计向上移动的距离s=nh=3×10cm=30cm；
③图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N；
④该滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{6N}{3×2.4N}$×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）使用机械时，不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功；
由公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可知，机械效率小于1．
故答案为：
（1）匀速；30；2.4；83.3%；
（2）增大；
（3）使用机械时，不可避免地要做额外功，总功一定大于有用功，由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%可知，机械效率小于1．

点评 在测滑轮组机械效率的实验中，要注意弹簧测力计的用法与读数，要明确滑轮组用几段绳子承担物重，还要会利用机械效率的公式进行计算，这些都是完成该实验的基本要求，同时要注意使用机械时不可避免地要做额外功．