Question

在“测定滑轮组机械效率”的实验中，使用如图的装置．
（1）本实验需要用的测量仪器有弹簧秤和______．
（2）为了准确测出机械效率，实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______ N，若钩码上升的高度为6cm，则弹簧测力计向上移动______cm．
（3）钩码总重为3N，由实验数据可计算，有用功为______J，该滑轮组的机械效率为______；
（4）不计摩擦力，在其他重要条件不变时，若增加钩码重，则额外功将______．滑轮组的机械效率将______．（以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”）

Answer 1

解：（1）本实验需要用的测量仪器有弹簧秤和测量物体上升高度的刻度尺；
（2）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；
②弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，拉力大小为2.4N；
③动滑轮和钩码有三段绳子承担，因此弹簧测力计向上移动的距离s=nh=3×6cm=18cm；
（3）有用功W_有=Gh=3N×0.06m=0.18J，
总功W_总=Fs=2.4N×0.18m=0.432J，
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%≈41.7%；
（4）不计摩擦力，在其他重要条件不变时，若增加钩码重，则克服动滑轮重力做的额外功不变，有用功增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率增大．
故答案为：
（1）刻度尺；
（2）匀速；2.4；18；
（3）0.18；41.7%；
（4）不变；增大．
分析：（1）实验中需要用弹簧测力计测拉力大小，用刻度尺测物体上升的高度；
（2））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；
②弹簧测力计读数：确定每一个大格和每一个小格代表的示数，根据指针的位置读数；
③由图可知承担物重的绳子股数n，根据绳端移动距离与物体上升高度之间的关系s=nh，求出弹簧测力计向上移动的距离；
（3）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用效率公式求出该滑轮组的机械效率；
（4）不计摩擦力，总功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，在其他重要条件不变时，增加钩码重，则克服动滑轮做的功不变，有用功增多，有用功占总功的比例变大，滑轮组的机械效率变大．
点评：本题考查了二力平衡条件、弹簧测力计的读数、有用功和总功以及滑轮组机械效率的计算、影响滑轮组机械效率的因素，知道本实验的测量过程和知道不计摩擦力时总功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功是关键．