Question

如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为G=5.4N．实验时要竖直向上且________拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图示，则滑轮组的机械效率是________．若仅减小物体的重量，该滑轮组的机械效率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）（不计摩擦）．

Answer 1

匀速    75%    减小
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；
（2）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；
（3）使用滑轮组时，做的额外功不变，减小钩码的个数，减小了有用功，因此机械效率会变小．
解答：（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；
（2）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，
∴W_总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
η=×100%=×100%=75%；
（3）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，减小钩码的个数，即减小了有用功，机械效率就会减小．
故答案为：匀速；75%；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．