Question

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

竖直向上匀速直线

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

测力计上升的高度计算错误，应该是0.6m

．
（3）该滑轮组的机械效率实际为

66.7%

．
（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？

Answer 1

分析：（1）利用二力的平衡，只有匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小．
（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W_有=Gh求出有用功，W_总=Fs求出总功，利用机械效率公式求出该滑轮组的机械效率．
（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）根据二力平衡知，只有竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计时，拉力才等于弹簧测力计的示数；
（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；
（3）该滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

1N×0.2m

0.5N×0.6m

≈66.7%；
（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）竖直向上匀速直线；
（2）测力计上升的高度计算错误，应该是0.6m；
（3）66.7%；
（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：滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关．要提高机械效率，应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时，最大限度的增加被吊物体重力．