Question

如图甲是小明测滑轮组的机械效率的示意图．她用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为300g的钩码从A位置匀速提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，其示数如图乙所示．请你根据小玲做的实验完成下列问题．（g取10N/kg）
（1）在测量过程中，必须________ 拉动绳端；
（2）该动滑轮的机械效率是________%．

Answer 1

解：（1）测量时，必须竖直向上匀速直线拉动绳子，才能保证拉力大小不变，绳子自由端移动距离是物体升高距离的2倍．
（2）拉力大小F=2N，
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N．
h=15cm-5cm=10cm=0.1m，
s=60cm-40cm=20cm=0.2m，
W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J．
W_总=Fs=2N×0.2m=0.4J．
η===75%．
故答案为：竖直向上匀速；75．
分析：（1）当绳子未竖直向上拉动时，绳子自由端移动的距离就不是物体升高距离的2倍．当绳子未匀速上升时，弹簧测力计的示数就不等于绳子的拉力．
（2）知道物体质量求出物体重力，求出物体升高的距离，绳子自由端移动的距离．读出弹簧测力计的示数．
知道物体的重力、物体升高的距离、拉力、绳子自由端移动的距离，求出有用功、总功，求出机械效率．
点评：学生进行实验时，只知道要竖直向上匀速拉动绳子，但是不知道为什么这样做，其目的是：保证拉力大小不变，绳子自由端移动距离是物体升高距离的n倍（n是指承担物体和动滑轮绳子的段数）．