Question

小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中，一起組裝好如圖所示的實驗裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置．
（1）小紅

 

向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，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0.1m，以上測量準確無誤，其他被測物理量和計算的數據如下表：

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
2	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%，他們意識到出現了錯誤，請你幫助找出原因

 

．
（3）該滑輪組的機械效率實際為

 

．
（4）若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機械效率將

 

（選填“變大”“變小”或“不變”）

Answer 1

分析：實驗中測拉力時，應在動滑輪下掛上鉤碼，線繩的自由端掛在測力計的掛鉤上，手握測力計面板使重物勻速上升，讀出測力計在移動時的示數；滑輪組在使用中，動滑輪被幾根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍；計算滑輪組機械效率時，找準有用功和總功，利用公式η=

W有

W總

，可解決3、4兩題；

解答：解：（1）測量拉力時測力計不是勻速地移動會影響測力計讀數的準確；
（2）動滑輪被5根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的5倍，彈簧測力計提升高度應為0.5m；
（3）有用功：W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J
物體移動的距離：s=5h=5×0.1m=0.5m
拉力做的總功：W_總=Fs=0.5N×0.5m=0.25J
滑輪組的機械效率為：η=

W有

W總

=

0.2J

0.25J

=80%
（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
故答案：（1）勻速；（2）彈簧測力計提升高度應為0.5m；（3）80%；（4）變大

點評：滑輪組的機械效率和物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．要提高機械效率，應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．