Question

实验室中“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示，每个滑轮组下面挂4个钩码，每个钩码重0.5N，每个滑轮所受的重力相等且小于0.2N．
（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计向上做______运动．
（2）若实验中如图甲的弹簧测力计的示数为0.8N，钩码上升的高度为0.2m，则该滑轮组做的有用功为______J，滑轮组的机械效率为______．
（3）若测出图乙中滑轮组的机械效率，则图甲中滑轮组的机械效率将______图乙中滑轮组的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用二力平衡的条件可知，只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）由图甲可知，绳子的有效股数为3，根据W=Gh求出有用功，利用s=nh求出绳端移动的距离，再根据η=×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组（甲）和（乙）提升的是相同的重物、升高相同的高度，故克服钩码的重力所做的功相同，即有用功相同；然后比较两滑轮组时所做的额外功的大小即可，额外功越多，机械效率越小．
解答：解：
（1）只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）由图甲可知，绳子的有效股数为3，
有用功：
W_有=Gh=4×0.5N×0.2m=0.4J，
绳端移动的距离：
s=nh=3×0.2m=0.6m，
拉力做的总功：
W_总=Fs=0.8N×0.6m=0.48J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%≈83.3%；
（3）滑轮组（甲）和（乙）提升相同的重物、升高相同的高度时，两者做的有用功相等，
因甲组的动滑轮的个数比乙组的少，
所做的额外功就少，
由机械效率的公式η=×100%=×100%=×100%可知，η_甲＞η_乙．
故答案为：
（1）向上匀速直线；
（2）0.4；83.3%；
（3）大于．
点评：本题考查了二力平衡条件的应用和滑轮组机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率的因素，关键是分清有用功和额外功、总功的关系．