Question

16．在测量滑轮组机械效率的实验中：
（1）请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法，要求：绳端向上提．重物往上升．
（2）实验原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$．
（3）需要直接测得的物理量有4个（选填“1个”、“2个”、“3个”“4个”）
（4）实验中应选用的测量工具是弹簧测力计和刻度尺．
（5）测量时，必须竖直向上匀速拉动弹簧测力计．
（6）对于同一个滑轮组，增加钩码的个数，滑轮组的机械效率将增大（选填“增大”、“不变”或“减小”）

Answer 1

分析 （1）要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，再结合拉力的方向，判断滑轮组的绳子的绕法；
（2）要掌握测量机械效率的公式及测量原理：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$；
（3）根据有用功和总功的计算公式，要测量机械效率需要测量G、h、F、s这四个物理量；
（4）根据所需测量的物理量来判断所需要的器材，W_有=Gh、W_总=Fs，所以要用到弹簧测力计测量G、F，用刻度尺测量h、s；
（5）只有在匀速直线拉动时，拉力的大小等于弹簧测力计的示数，才能准确测出拉力的大小；
（6）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．

解答 解：
（1）绳自由端拉力方向向上且省力，则该滑轮组绳子的股数为3，滑轮组绕线如下图：

（2）测定滑轮组机械效率的实验原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$；
（3）根据W_有=Gh、W_总=Fs，所以要用到弹簧测力计测量G、F，用刻度尺测量h、s，需要测量4个物理量；
（4）因为W_有=Gh、W_总=Fs，所以要用到弹簧测力计测量G、F，用刻度尺测量h、s；
（5）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；
（6）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，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率增大．
故答案为：（1）见上图；（2）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$；（3）4；（4）刻度尺；（5）竖直向上匀速；（6）增大．

点评 此题主要是测量滑轮组的机械效率实验，考查了实验的原理及所测量的物理量，同时考查了滑轮组机械效率的影响因素．