Question

在做測定滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示．某同學正確測得重物被提升的高度是0.2m，物重是1.2N，其它測量或計算的數據如下：（不計繩重和摩擦）

繩自由端所受拉力F	繩子自由端移動距離S	有用功W有	總功W總
0.5N	0.4m	0.24J	0.2J

（1）實驗中應該

沿豎直方向勻速

拉動彈簧秤．
（2）如果你對該同學的實驗記錄進行分析，就會發現他的實驗結果是違背物理規律的．上表數據中肯定有錯誤．根據改正后的數據計算得此滑輪組的機械效率η₁=

80%

．
（3）當用這個裝置提起重2N的物體時，其機械效率為η₂，則η₂

＞

η₁（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）利用二力的平衡，只有勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數才等于拉力的大小．
（2）根據總功等于有用功和額外功之和可知，有用功不可能大于總功；根據滑輪組可知繩子的有效股數為3，根據s=nh得出繩子自由端移動距離，根據W=Fs求出總功，利用效率公式求出改正后此滑輪組的機械效率．
（3）使用同一滑輪組時，做的額外功不變，增加物重，增大了有用功，機械效率會變大．

解答：解：
（1）根據二力平衡知，只有豎直方向勻速拉動彈簧測力計時，拉力才等于彈簧測力計的示數；
（2）分析該同學的實驗記錄可知：有用功大于總功，而有用功應小于總功，所以這一點是違背規律的；
由滑輪組可知：n=3，
繩子自由端移動距離s=nh=3×0.2m=0.6m，
總功為W_總=Fs=0.5N×0.6m=0.3J，
此滑輪組的機械效率：
η₁=

W有

W總

=

0.24J

0.3J

=80%；
（3）使用同一滑輪組時，做的額外功不變，增加物重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，即機械效率變大，故η₂＞η₁．
故答案為：
（1）豎直方向勻速；
（2）80%；
（3）＞．

點評：本題主要是測量滑輪組的機械效率，在實驗中，注意繩端拉力的測量，測力計在豎直方向做勻速運動．要掌握有用功、總功、機械效率的計算方法和物重對機械效率的影響．