Question

图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N．
（1）实验时要竖直向上

匀速

拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为

2.4

N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计向上移动

24

cm，该滑轮组的机械效率为

83.3%

．
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将

增大

（增大/减小/不变）；
（3）如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大，则测得的滑轮组的机械效率将

偏小

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

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；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．
（2）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的个数，增大了有用功，因此机械效率会变大．
（3）如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大，此时测得的拉力偏大，总功偏大，有用功不变，则机械效率偏低．

解答：解：（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．
由图可知，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=6N×0.08m=0.48J
∵重物有3段绳子承担，
∴s=3h=3×8cm=24cm=0.24m
∴W_总=Fs=2.4N×0.24m=0.576J
η=

W有用

W总

×100%=

0.48J

0.576J

×100%≈83.3%．
（2）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，增加钩码的个数，即增大了有用功，机械效率就会增大．
（3）如果拉弹簧测力计时用力较大，使物体运动的速度越来越大，此时所测的拉力偏大，则计算出的总功偏大，有用功不变，所以机械效率偏小．
故答案为：（1）匀速；2.4；24；83.3%；（2）增大；（3）偏小．

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．