Question

7．如图所示，用测定滑轮组机械效率的实验装置，被提升的物体重6N．
（1）实验操作时，应用弹簧测力拉着物体，沿竖直方向做匀速运动；弹簧测力计的示数是2.4N．
（2）物体上升10cm过程中，弹簧测力计的示数保持不变，则拉力所做的总功是0.72J．滑轮组的机械效率是83.3%．
（3）仅增加所提物体的重力（不计绳重和摩擦），拉力所做的额外功将不变（选填“增加”、“减小”或“不变”），滑轮组的机械效率将增大．

Answer 1

分析 （1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；根据弹簧测力计的分度值读出示数；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力所做的总功，根据W=Gh求出有用功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功为额外功，仅增加所提物体的重力时，根据W=Gh可知额外功的变化，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{W}_{额}}{{W}_{有}}}$×100%可知滑轮组机械效率的变化．

解答 解：
（1）实验操作时，应用弹簧测力拉着物体沿竖直方向做匀速直线运动，只有这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N；
（2）由图可知n=3，
则绳端移动的距离：s=nh=3×10cm=30cm=0.3m，
拉力所做的总功：W_总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83.3%；
（3）仅增加所提物体的重力时，有用功增大；不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功为额外功，由W_额=G_动h可知，额外功将不变，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{W}_{额}}{{W}_{有}}}$×100%可知，滑轮组的机械效率将增大．
故答案为：（1）匀速；2.4；（2）0.72；83.3%；（3）不变；增大．

点评 本题考查了测定滑轮组机械效率的注意事项和弹簧测力计的读数、有用功的计算、总功的计算、滑轮组机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率因素的应用，明确有用功和总功以及额外功是解题的关键．