Question

8．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N（不计绳重和摩擦）．
（1）实验中，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，若读出了弹簧测力计的示数如图所示，用刻度尺测出了物块上升的高度为10cm，则滑轮组的机械效率是75%．
（2）若仅增加物体上升的高度，该滑轮组的机械效率将不变．（选填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）只有在匀速拉动时，弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等；由图中滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数n=3，重物上升h，则拉力端移动的距离s=3h，读出弹簧测力计的示数即拉力大小，又知道钩码总重，可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；
（2）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$判断仅增加物体上升的高度时滑轮组的机械效率的变化和不一定要用的测量器材．

解答 解：（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；
由图可知，n=3，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，
W_有=Gh=5.4N×0.1m=0.54J，
重物有3段绳子承担，s=3h=3×0.1m=0.3m，
总功为：W_总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.54J}{0.72J}$×100%=75%；
（2）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，仅增加物体上升的高度时滑轮组的机械效率不变．
故答案为：
（1）竖直向上；75%；
（2）不变．

点评 本题考查了弹簧测力计的读数、二力平衡条件的应用、滑轮组机械效率的计算和影响滑轮组机械效率的因素，关键是公式s=nh和η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$的灵活运用．