Question

8．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，用相同的滑轮分别组装成如图所示的甲、乙滑轮组（忽略绳重和摩擦）．
（1）根据分析可知，表格中数据是利用乙滑轮测得的，此滑轮组的机械效率是83.3%．

钩码总重G/N	钩码上升高度h/m	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m
2	0.05	0.8	0.15

（2）若两弹簧测力计的示数相等，则乙图中提升的物体更重，此时两个滑轮组机械效率的关系是：η_甲
小于η_乙．

Answer 1

分析 （1）钩码上升的高度h，细线自由端移动的距离s，它们之间的关系是s=nh，则n=$\frac{s}{h}$，n为与动滑轮相连的绳子股数，然后根据绳子的股数判断；
滑轮组做的有用功是钩码重和上升高度的乘积，即W_有=Gh；总功是拉力和细绳自由端移动的距离的乘积，即W_总=Fs；机械效率利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算；
（2）忽略绳重和摩擦，根据滑轮组的拉力F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）判断物体的重力；
拉力做的总功包括对物体做的有用功和额外功；据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$判断机械效率的大小．

解答 解：
（1）根据表中数据可知，与动滑轮相连的绳子段数：n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.15m}{0.05m}$=3，所以本次实验是用乙滑轮组做的；
滑轮组机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.8N×0.15m}$×100%≈83.3%；
（2）忽略绳重和摩擦，使物体在相同的时间内升高到相同的高度，根据F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动）可知，
F_甲=$\frac{1}{2}$（G_物+G_动），F_乙=$\frac{1}{3}$（G_物+G_动），
若拉力F_甲、F_乙相同，则乙滑轮组提升的物体更重些；
据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{额}}$可知，两滑轮组做的额外功相同，甲做的有用功小于乙做的有用功，所以甲的效率小于乙的效率．
故答案为：（1）乙；83.3%；（2）乙；小于．

点评 此题考查了滑轮组的省力特点、对机械效率影响因素的理解，关键是掌握其计算公式，根据已知条件进行分析．