Question

13．小洋和小红在测滑轮组机械效率的实验中，一起组装了如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．
（1）实验时，小红应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N；同时小洋用刻度尺测出钩码升高的高度为0.1m，以上测量准确无误，其它被测物理量和计算的数据如表所示：

钩码重 G（N）	弹簧测力计 提升高度s （m）	有用功 W有用（J）	总功 W总（J）	机械效率 η
2	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小洋和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出了错误，请你帮他们找出原因：弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m．
（3）该滑轮组的机械效率实际为80%．
（4）若提升的钩码重增加到6N，则其机械效率将增大（选填增大、减小或不变）．
（5）通过分析，可知对滑轮组机械效率产生影响的主要因素有物重、动滑轮重、绳与轮之间摩擦．

Answer 1

分析 （1）测力计不是匀速地移动会造成测力计的读数不准确；
（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=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$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）减小额外功，增加有用功，都能提高滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）测量滑轮组机械效率的实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，这样测出的拉力才是准确的；
（2）由图可知有5段绳子承担总重，即n=5；拉力端移动的距离s=5h=5×0.1m=0.5m，因此弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；
（3）该滑轮组的机械效率实际为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F×5h}$=$\frac{2N}{5×0.5N}$×100%=80%；
（4）使用滑轮组时，增加钩码的重，增大了有用功，而额外功几乎不变，则有用功在总功中所占的比例将增大，因此机械效率会增大；
（5）如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；若绳与轮之间摩擦力越大、动滑轮越重，则所做的额外功就越多，机械效率越低；因此对滑轮组机械效率产生影响的主要因素有物重、动滑轮重、绳与轮之间摩擦．
故答案：（1）匀速竖直；（2）弹簧测力计提升的高度错了，应为0.5m；（3）80%；（4）增大；（5）物重、动滑轮重、绳与轮之间摩擦．

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．