Question

10．小雪和小红在“测定滑轮组机械效率”的实验中，使用了如图所示的实验装置，他们分别记下了弹簧测力计和钩码的位置．
（1）小红竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码匀速升高，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0.2m，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
1	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%，他们意识到出了错误．请你帮助找出原因弹簧测力计提升的高度测量错误，应为0.6m．
（3）该滑轮组的机械效率实际为83.3%．
（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将变大．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（5）实验后小红猜想，对于同一滑轮组，它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，并证明自己的猜想是正确的．你认为小强应采用的正确方法是什么？答：使用同一滑轮组，改变被提升钩码的个数，分别测出机械效率并比较．

Answer 1

分析 （1）实验中应竖直向上匀速拉动测力计；
（2）滑轮组在使用中，动滑轮被几根绳子承担，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=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可计算出机械效率；
（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大．
（5）要解决此题，需要知道滑轮组的机械效率也与被提升的物重有关，同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高，反之则越低．

解答 解：（1）为了正确测量拉力，应竖直向上匀速拉动测力计；
（2）动滑轮被3根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的3倍，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.6m；
（2）滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{1N×0.2m}{0.5N×0.6m}$×100%=83.3%；
（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会变大．
（5）滑轮组的机械效率与被提升物体的重力也有关系，所以可以通过改变提升物体的重力来测量滑轮组的机械效率进行比较．
故答案为：（1）竖直向上匀速；（2）弹簧测力计提升的高度测量错误，应为0.6m；（3）83.3%；（4）变大；（5）使用同一滑轮组，改变被提升钩码的个数，分别测出机械效率并比较．

点评 此题主要是测量滑轮组的机械效率，首先要掌握滑轮组机械效率的概念．考查了滑轮组的机械效率与被提升物体的重力及动滑轮重力之间的关系．