Question

测定滑轮组的机械效率．选用的滑轮每个重0.6N，每个钩码重2N，弹簧测力计的最大量程为2.5N．现挂3个钩码：
（1）要完成此实验最少需 ______个定滑轮，______个动滑轮．
（2）画出实验装置图．
（3）绳子自由端的拉力至少为 ______N．
（4）在实验中 ______拉动绳子时，弹簧测力计示数为2.5N，钩码升高10cm，则有用功为 ______J，总功为 ______J，机械效率为 ______．
（5）在实验中若被提升的物体重力一定，则适当 ______（填“增加”或“减小”）动滑轮个数，就越省力．滑轮组的机械效率就越 ______．

Answer 1

【答案】分析：可以根据钩码的总重力与弹簧测力计的最大拉力的关系得出由几根绳子承担物重，然后确定有几个定滑轮和几动滑轮，还要把动滑轮的重力包括在内，再计算出绳子自由端的拉力．根据W_有=Gh计算有用功，W=Fs计算总功，有用功与总功的比值即为机械效率．
解答：解：（1）3个钩码的重力=2N×3=6N，6N÷2.5N=2.4，故要用三根绳子承担物重，当三根绳子承担物重时，至少要用1个定滑轮和1个动滑轮；
（2）如图：
（3）物体和动滑轮的总重力G=6N+0.6N=6.6N，
绳子自由端的拉力F=6.6N÷3=2.2N．
（4）有用功W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J，
总功W=Fs=2.5N×3×0.1m=0.75J．
机械效率η=×100%=×100%=80%．
（5）动滑轮的个数越多，承担物重的绳子就越多，也就越省力，但承担的动滑轮的重力也就越多，额外功就大，故机械效率就越低．
故本题答案为：（1）1；1；（3）2.2；（4）匀速；0.6；0.75；80%；（5）增加；低．
点评：本题考查了滑轮组的设计和组装、有用功、总功、机械效率的计算及影响机械效率的因素．注意在拉动绳子时应匀速拉动．