Question

3．用如图所示的装置来测滑轮组的机械效率．
（1）实验要求，用弹簧测力计拉动绳端时，拉力的方向应竖直向上，并使物体匀速上升．
（2）若弹簧测力计移动15cm，则物体移动5cm．
（3）若被提升的物体是钩码，每只钩码重为2N，每只滑轮重为1.5N，弹簧测力计读数是2.5N，钩码移动10cm，则拉力做的额外功是0.15J．滑轮组的机械效率是80%．
（4）若再加挂一只钩码重做实验，所测的机械效率与前一次相比将变大．（选填“相同”或“变大”“‘变小”）．

Answer 1

分析 （1）只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定．
（2）根据图示判断出作用在动滑轮上绳子的条数，然后根据s=nh即可求出物体移动的距离；
（3）先根据W=Gh求出有用功，然后根据W=FS求出总功，再根据额外功等于总功和有用功之差求出额外功，应用效率公式求出滑轮组的继续效率．
（4）有用功与总功的比值是滑轮组的效率，根据题意判断有用功与总功如何变化，然后判断滑轮组效率如何变化．

解答 解：（1）利用滑轮组提升物体时，用弹簧测力计拉动绳一端时，拉力的方向应竖直向上，并使物体匀速上升．
（2）已知：h=10cm=0.1m，由图示滑轮组可知，承重绳子的股数：n=3，
由s=nh可知，物体移动的距离：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{15cm}{3}$=5cm；
（3）额外功：W_额=G_动滑轮h=1.5N×0.1m=0.15J；
由图示可知，有三个钩码，钩码总重为G=2N×3=6N，
有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
总功：W_总=Fs=Fnh=2.5N×3×0.1=0.75J；
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.75J}$×100%=80%．
（4）若再加挂一只钩码重做实验，有用功增加而额外功不变，有用功占总功的比重增加，滑轮组的机械效率变大．
故答案为：（1）竖直向上；匀速；（3）5；（3）0.15J；80%；（4）变大．

点评 本题考查滑轮组机械效率的计算，求滑轮组的机械效率时，要抓住拉力做的是总功，重物被提升做的是有用功，绳子有几段，拉力移动距离就是重物移动距离的几倍．