Question

實驗室中“測量滑輪組的機械效率”的實驗裝置如圖所示，每個滑輪組下面掛4個鉤碼，每個鉤碼重0.5N，每個滑輪所受的重力相等且小于0.2N．
（1）為了準確測出滑輪組的機械效率，應使彈簧測力計向上做______運動．
（2）若實驗中如圖甲的彈簧測力計的示數(shù)為0.8N，鉤碼上升的高度為0.2m，則該滑輪組做的有用功為______J，滑輪組的機械效率為______．
（3）若測出圖乙中滑輪組的機械效率，則圖甲中滑輪組的機械效率將______圖乙中滑輪組的機械效率（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用二力平衡的條件可知，只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等于鉤碼的重力，測力計的示數(shù)才等于拉力的大��；
（2）由圖甲可知，繩子的有效股數(shù)為3，根據(jù)W=Gh求出有用功，利用s=nh求出繩端移動的距離，再根據(jù)η=×100%求出滑輪組的機械效率；
（3）滑輪組（甲）和（乙）提升的是相同的重物、升高相同的高度，故克服鉤碼的重力所做的功相同，即有用功相同；然后比較兩滑輪組時所做的額外功的大小即可，額外功越多，機械效率越�。�
解答：解：
（1）只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等于鉤碼的重力，測力計的示數(shù)才等于拉力的大��；
（2）由圖甲可知，繩子的有效股數(shù)為3，
有用功：
W_有=Gh=4×0.5N×0.2m=0.4J，
繩端移動的距離：
s=nh=3×0.2m=0.6m，
拉力做的總功：
W_總=Fs=0.8N×0.6m=0.48J，
滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%≈83.3%；
（3）滑輪組（甲）和（乙）提升相同的重物、升高相同的高度時，兩者做的有用功相等，
因甲組的動滑輪的個數(shù)比乙組的少，
所做的額外功就少，
由機械效率的公式η=×100%=×100%=×100%可知，η_甲＞η_乙．
故答案為：
（1）向上勻速直線；
（2）0.4；83.3%；
（3）大于．
點評：本題考查了二力平衡條件的應用和滑輪組機械效率的計算以及影響滑輪組機械效率的因素，關鍵是分清有用功和額外功、總功的關系．