Question

小明和小紅在測定滑輪組機械效率的實驗中
（1）滑輪組所掛的重物的重量為3.6N，如圖1所示重物從原來圖1的位置被提升到圖2的位置，在提升過程中應使彈簧測力計豎直

勻速

上升．彈簧測力計的示數如圖2所示，則滑輪組繩子自由端受到的拉力是

2.4

N，滑輪組的機械效率是

50

%．
（2）小明想進一步探究物重對滑輪組機械效率的影響，于是另外找來了三個物塊，其中A重5N，B重8N，C重12N，小紅一眼看出其中有一個物塊不能利用現有的實驗裝置完成實驗，你認為不能完成實驗的是物塊

C

（選填“A”、“B”或“C”），原因是

所需拉力超過彈簧測力計的量程

．（忽略繩重及一切摩擦）
（3）在完成實驗后，他們發(fā)現：同一滑輪組的機械效率隨著物重的增加而

變大

（選填“變大”或“變小”）．

Answer 1

分析：（1）應使物體做勻速直線運動，由圖示彈簧測力計讀出彈簧測力計的示數，
由圖示求出物體上升的距離，由功的公式求出有用功及總功，然后由效率公式求出效率．
（2）由圖示彈簧測力計確定彈簧測力計的量程，然后根據滑輪組拉力公式求出彈簧測力計的拉力，
根據拉力不能超過彈簧測力計的量程分析答題．
（3）根據效率公式進行分析，可以得出滑輪組的機械效率隨著物重的增加而變化的關系．

解答：解：（1）在提升過程中應使彈簧測力計豎直勻速上升；
由圖2可知，彈簧測力計的示數是2.4N，滑輪組繩子自由端受到的拉力是2.4N；
由圖1所示刻度尺可知，物體上升的高度h=10cm=0.1m，
有用功W_有用=Gh=3.6N×0.1m=0.36J，
由圖1所示可知，滑輪組承重繩子的股數n=3，
繩子自由端移動的距離s=nh=3×0.1m=0.3m，
拉力做的總功W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J；
滑輪組的機械效率η=

W

W總

×100%=

0.36J

0.72J

×100%=50%．
（2）由圖1所示彈簧測力計可知，
彈簧測力計的量程是0～5N，
∵繩子的拉力F=

G物體+G動滑輪

n

，
∴G_動滑輪=nF-G_物體=3×2.4N-3.6N=3.6N，
當物體重力是12N時，
拉力：F′=

G物體′+G動滑輪

n

=

12N+3.6N

3

=5.2N＞5N，
超出彈簧測力計的量程，因此不能用該彈簧測力計測重物C．
（3）忽略繩重及一切摩擦時，
拉力F=

G物體+G動滑輪

n

，
繩子移動的距離s=nh，
拉力總功：
W_總=Fs=

G物體+G動滑輪

n

×nh=（G_物體+G_動滑輪）h，
滑輪組的效率：
η=

W

W總

=

G物體h

(G物體+G動滑輪)h

=

G物體

G物體+G動滑輪

=

1

1+ G動滑輪 G物

，
由此可見：同一滑輪組的機械效率隨著物重的增加而變大．
故答案為：（1）勻速；2.4；50；（2）C；所需拉力超過彈簧測力計的量程；（3）變大．

點評：本題考查了實驗注意事項、求滑輪組效率、對彈簧測力計讀數、分析滑輪組的效率隨物體重力大小如何變化等，本題有一定的難度；要正確解題，需要：掌握彈簧測力計的讀數方法、會應用功的公式求功、熟練應用效率公式．