Question

18．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下：

次数	钩码重/N	钩码上升的高度/cm	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计移动的距离/cm
1	2	10	0.8	40
2	5	5	1.5	20

（1）此实验所用滑轮的个数至少是3个，其中动滑轮有2个．
（2）实验中应匀速竖直拉弹簧测力计．
（3）第一次实验测得滑轮组的机械效率为62.5%，第二次实验时滑轮组的机械效大于（填“大于”、“小于”或“等于”）第一次的机械效率．
（4）如何改变滑轮组的效率？改变物重．

Answer 1

分析 （1）比较钩码上升高度与弹簧测力计移动距离的关系，可得出承担物重的绳子的段数，再进一步明确滑轮的总个数以及动滑轮的个数；
（2）为了准确测量拉力，测力计要做匀速直线运动；
（3）根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$即可求出两次实验时滑轮组的机械效率；
（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加物重，增加了有用功，因此机械效率会变大．

解答 解：
（1）分析数据可知，弹簧测力计移动距离是钩码上升高度的4倍，故应有4段绳子吊着动滑轮，因此，动滑轮至少要有2个，定滑轮至少要有1个，共需要3个滑轮来组成滑轮组；
（2）为了准确测量拉力的大小，需使测力计竖直匀速运动；
（3）第一次的机械效率为：η₁=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.4m}$×100%=62.5%；
第二次的机械效率为：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.05m}{1.5N×0.2m}$×100%=63.3%；
第二次实验时滑轮组的机械效率大于第一次的机械效率；
（4）根据（3）可知，使用同一滑轮组，额外功不变，增加物重，增加了有用功，则有用功占总功的比例变大，故滑轮组的机械效率变大．
故答案为：（1）3；2；（2）匀速竖直；（3）62.5%；大于；（4）改变物重．

点评 此题主要考查了滑轮组的机械效率的计算，同时还考查了滑轮组的组装及滑轮组机械效率与物重的关系．