Question

小雪和小紅在“測定滑輪組機械效率”的實驗中，使用了如圖所示的實驗裝置，他們分別記下了彈簧測力計和鉤碼的位置．
（1）小紅

豎直向上勻速直線

拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速升高，并由 彈簧測力計讀出拉力為0.5N；同時小雪用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.2m，以上測量準(zhǔn)確無誤，其他被測物理量和計算的數(shù)據(jù)如下表：

鉤碼重/N	彈簧測力計提升的高度/m	有用功/J	總功/J	機械效率
1	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%，他們意識到出了錯誤．請你幫助找出原因

測力計上升的高度計算錯誤，應(yīng)該是0.6m

．
（3）該滑輪組的機械效率實際為

66.7%

．
（4）若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機械效率將

變大

（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（5）實驗后小紅猜想，對于同一滑輪組，它的機械效率也可能不是固定的，于是他用實驗進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的．你認(rèn)為小強應(yīng)采用的正確方法是什么？

Answer 1

分析：（1）利用二力的平衡，只有勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數(shù)才等于拉力的大�。�
（2）滑輪組在使用中，動滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍．
（3）根據(jù)W_有=Gh求出有用功，W_總=Fs求出總功，利用機械效率公式求出該滑輪組的機械效率．
（4）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會變大．
（5）要解決此題，需要知道滑輪組的機械效率也與被提升的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率越高，反之則越低．

解答：解：（1）根據(jù)二力平衡知，只有豎直向上勻速直線拉動彈簧測力計時，拉力才等于彈簧測力計的示數(shù)；
（2）動滑輪被3根繩子承擔(dān)，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的3倍，因此彈簧測力計提升的高度錯了，應(yīng)為0.6m；
（3）該滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

1N×0.2m

0.5N×0.6m

≈66.7%；
（4）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，因此機械效率會變大；
（5）滑輪組的機械效率與被提升物體的重力也有關(guān)系，所以可以通過改變提升物體的重力來測量滑輪組的機械效率進(jìn)行比較．
故答案為：（1）豎直向上勻速直線；
（2）測力計上升的高度計算錯誤，應(yīng)該是0.6m；
（3）66.7%；
（4）變大；
（5）使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個數(shù)，分別測出機械效率并比較．

點評：滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關(guān)．要提高機械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體重力．