Question

3．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物重6N．
（1）开始时，拉物体加速上升，以动滑轮为参照物，物体是静止的，若物体在3s内上升了0.6m，则物体的平均速度为0.2m/s．
（2）实验时沿竖直方向拉绳子自由端最省力，且应匀速拉动．若此时弹簧测力计的示数为2.5N，则机械效率是80%．
（3）若仅增加物重，该滑轮组的机械效率将增大．

Answer 1

分析 （1）根据所提的物体与动滑轮之间的位置是否变化判断运动情况；
已知时间和上升的高度可求上升的速度；
（2）在使用滑轮组时，沿竖直方向拉动绳子最省力；由二力平衡的条件可知，只有物体做匀速直线运功时，弹簧测力计的示数和绳子的拉力相等；
由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=3，s=3h，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑轮组的机械效率；
（3）根据影响滑轮组机械效率的因素，被提升的物体越重，动滑轮质量越小，滑轮组的机械效率越高．

解答 解：
（1）若以动滑轮为参照物，由于所提的物体与动滑轮一起运动，它们之间没有发生位置的变化，即处于静止；
物体上升的速度v=$\frac{h}{t}$=$\frac{0.6m}{3s}$=0.2m/s；
（2）实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时测力计的示数才等于绳端拉力；
由滑轮组结构看出，承担物重的绳子股数n=3，s=3h；
滑轮组的机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{6N}{3×2.5N}$×100%=80%；
（3）若仅增加物体的重量，则额外功不变，有用功增大，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率增大．
故答案为：（1）静止；0.2；（2）竖直；80%；（3）增大．

点评 此题是“测滑轮组机械效率”实验，考查了实验要求及机械效率的计算，同时考查了被提升物体重力对滑轮组机械效率的影响．