Question

如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N．
（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N，若钩码上升的高度为10cm，则有用功是______J，该滑轮组的机械效率为______（保留一位小数）．
（2）若仅减少钩码的个数，该滑轮组的机械效率将______．（选填：“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

【答案】分析：（1）①只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，弹簧测力计的示数是不变的，才能快速准确测出拉力的大小．
②弹簧测力计的读数：明确每一个大格和每一个小格代表的示数．
③有用功等于钩码重力和钩码上升高度的乘积，即W_有用=Gh，注意钩码上升高度的单位要换算成米；总功等于拉力和绳端移动距离的乘积，即W_总=FS，由图可知，用来承重动滑轮的绳子段数为3段，所以绳子移动的距离为物体上升高度的3倍，即S=3h；机械效率等于有用功和总功的比值，即η=×100%．
（2）机械效率表示有用功占总功的百分比．用滑轮组提起重物时，对重物做的功为有用功，克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功是额外功．总功是有用功和额外功的总和，所以有用功和额外功的大小都会影响机械效率的大小．减少钩码的个数，即减小了有用功．
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．
每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N．
W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J
∵重物有3段绳子承担，
∴S=3h=3×0.1m=0.3m
∴W_总=FS=2.4N×0.3m=0.72J
η=×100%=×100%=83.3%．
（2）整个滑轮组保持不变，即额外功不变．因为对重物做的功为有用功，减少钩码的个数，即减小了有用功，机械效率就会减小．
故答案为：
（1）匀速；2.4；0.6；83.3%（或83%、83.33%）．  
（2）减小．
点评：（1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值．
（2）滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．