Question

某小组做“测滑轮组机械效率”的实验．
（1）利用图所示的滑轮组成滑轮组，要求弹簧测力计向上拉，在图中画出滑轮组的绕法．
（2）使钩码升高的过程中应向上________拉动弹簧测力计；记下钩码及弹簧测力计的位置．拉动弹簧测力计使重为G的钩码升高，读出弹簧测力计的示数F，用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧测力计移动的距离S．
（3）用公式η=计算机械效率（动滑轮质量为m），比用η=计算出的结果________（填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（4）保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G，滑轮组的机械效率将________（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

解：（1）绳子自由端的弹簧测力计向上拉动，反方向绕过动滑轮，定滑轮，最后连接在动滑轮上．如图．
（2）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数．
（3）η=，只考虑动滑轮的重，没有考虑绳重和摩擦力，η=，同时考虑到动滑轮重、绳重、摩擦，提起物体时有用功相同，根据η=计算时总功偏小，机械效率偏大．
（4）同一滑轮组提起钩码的重增加，有用功在总功的比值增大，额外功在总功中比值减小，所以同一滑轮组提起的物体越重，机械效率越高．
故答案为：（1）见上图；（2）匀速直线；（3）偏大；（4）增大．
分析：对于确定绳子自由端的方向时，可以从绳子自由端开始，由外向内绕．
实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数．
η=，只考虑动滑轮的重，没有考虑绳重和摩擦力，η=，同时考虑到动滑轮重、绳重、摩擦，有用功不变，后者总功增大，所以后者机械效率偏小．
滑轮组一定时，增大提升物体的重，有用功在总功中比值增大，机械效率升高．
点评：滑轮组的机械效率跟提起物体的重力、绳重、摩擦、动滑轮重有关，跟物体升高的距离，提起的速度，绳子的绕法都没有关系．
滑轮组一定时，增大提升物体的重，有用功在总功中比值增大，机械效率升高．这个知识点经常出现，一定要正确理解．