Question

7．在测定滑轮组机械效率的实验中：
（1）实验桌上有弹簧测力计、天平、重物、刻度尺、细线、滑轮组，多余的是天平．
（2）为了能准确读出弹簧测力计的示数，应使重物匀速上升．
（3）根据下表实验数据，回答问题：

物重 G/N	绳自由端拉力 F/N	重物上升的高度 h/m	绳自由端移动的距离 s/m
10	4	0.1	0.3

①画出滑轮组的绕线图
②有用功是1J，额外功是0.2J，机械效率为83.3%．
（4）提高滑轮组机械效率的方法减轻动滑轮的重（任写出一条）．

Answer 1

分析 （1）在测量滑轮组的机械效率时，需要测量物体的重力、物体上升的高度、拉力、绳端移动的距离，根据机械效率的概念计算．
（2）根据二力平衡的条件可知，只有匀速拉动滑轮时，弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等．
（3）①根据物体上升的高度与绳子自由端移动的距离来判断绳子的段数，根据动奇定偶组装滑轮组．
②根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，根据总功等于有用功和额外功之和求出额外功，根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率．
（4）提高滑轮组机械效率的方法有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率．

解答 解：（1）在测量机械效率时，用弹簧测力计测出重物的重力，不需要用天平测出其质量．
（2）在测量过程中，为了准确测量拉力需要使测力计做匀速直线运动．
（3）①由表格中数据，可以看出，弹簧测力计移动距离是钩码上升高度的3倍，所以滑轮组由3段绳子承担物重，所以由动滑轮绕起．如图：

②有用功是克服物体的重力做的功，所以W_有用=Gh=10N×0.1m=1J；
总功是拉力F做的功，所以W_总=Fs=4N×0.3m=1.2J；
W_额=W_总-W_有=1.2J-1J=0.2J；
滑轮组的机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1J}{1.2J}$×100%≈83.3%．
（4）可以通过减少额外功来提高机械效率；如：减轻动滑轮的重等．
故答案为：（1）天平；（2）匀速；（3）①如上图所示； ②1；0.2；83.3%；（4）减轻动滑轮的重．

点评 本题考查了二力平衡的条件的应用、绳端移动距离s与物体上升高度h之间的关系、机械效率的求法及滑轮组的连接，关键是掌握测量滑轮组机械效率的原理．难点是能根据机械效率公式分析提高滑轮组机械效率的方法．