Question

15．小亮和不宏在“测定定滑轮组机械效率”的实验中，使用了如图所示的实验装置，她们分别记下了弹簧测力计和钩码的位置．
（1）小宏匀速拉动弹簧测力计，使钩码匀速升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.2m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重/N	弹簧测力计提升的高度/m	有用功/J	总功/J	机械效率
1	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小亮和小宏测得滑轮组的机械效率为100%，她们意识到出了错误．请你帮助找出原因弹簧测力计提升的高度错误．
（3）该滑轮组的机械效率实际为66.7%．
（4）若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）利用二力的平衡，只有竖直方向匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）根据机械效率的概念η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$分析G、h、F、s是否出现问题，分析出承担物重的绳子段数，根据s=nh判断s是否正确；
（3）将正确的数据代入公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$即可求解；
（4）掌握滑轮组机械效率与物重的关系，同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高．

解答 解：
（1）根据二力平衡知，只有竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计时，拉力才等于弹簧测力计的示数；
（2）由图知，此滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h=3×0.2m=0.6m，
而表格中数据为0.4m，所以弹簧测力计提升的高度出现了错误；
（3）滑轮组的实际机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.2m}{0.5N×0.6m}$×100%≈66.7%；
（4）若被提升的物重变大，由于同一滑轮组，额外功不变，有用功变大，所以有用功在总功中所占的比值变大，机械效率变大．
故答案为：（1）匀速；（2）弹簧测力计提升的高度错误；（3）66.7%；（4）变大．

点评 此题是“测定滑轮组机械效率”的实验，本题考查了二力平衡的应用和滑轮组机械效率的计算，关键是根据滑轮组得出绳子的有效股数．