Question

3．如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，每个钩码重1N，拉力大小为1.2N，若弹簧测力计向上移动30cm，则钩码上升的高度为10 cm，该滑轮组的机械效率为83.3%，若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增大（选填“增大”“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据s=nh求出钩码上升的高度，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%求出滑轮组的机械效率；
（2）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的个数，增大了有用功，因此机械效率会变大．

解答 解：（1）由图可知，n=3，
由s=nh可得，钩码上升的高度：
h=$\frac{s}{n}$=$\frac{30cm}{3}$=10cm；
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{Fnh}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{1N×3}{3×1.2N}$×100%≈83.3%；
（2）整个滑轮组保持不变，即额外功不变．因为对重物做的功为有用功，增加钩码的个数，即增大了有用功，机械效率就会增大．
故答案为：10；83.3%；增大．

点评 （1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值．
（2）滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．