Question

3．用如圖所示的裝置來測滑輪組的機械效率．
（1）實驗要求，用彈簧測力計拉動繩端時，拉力的方向應豎直向上，并使物體勻速上升．
（2）若彈簧測力計移動15cm，則物體移動5cm．
（3）若被提升的物體是鉤碼，每只鉤碼重為2N，每只滑輪重為1.5N，彈簧測力計讀數(shù)是2.5N，鉤碼移動10cm，則拉力做的額外功是0.15J．滑輪組的機械效率是80%．
（4）若再加掛一只鉤碼重做實驗，所測的機械效率與前一次相比將變大．（選填“相同”或“變大”“‘變小”）．

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定．
（2）根據(jù)圖示判斷出作用在動滑輪上繩子的條數(shù)，然后根據(jù)s=nh即可求出物體移動的距離；
（3）先根據(jù)W=Gh求出有用功，然后根據(jù)W=FS求出總功，再根據(jù)額外功等于總功和有用功之差求出額外功，應用效率公式求出滑輪組的繼續(xù)效率．
（4）有用功與總功的比值是滑輪組的效率，根據(jù)題意判斷有用功與總功如何變化，然后判斷滑輪組效率如何變化．

解答 解：（1）利用滑輪組提升物體時，用彈簧測力計拉動繩一端時，拉力的方向應豎直向上，并使物體勻速上升．
（2）已知：h=10cm=0.1m，由圖示滑輪組可知，承重繩子的股數(shù)：n=3，
由s=nh可知，物體移動的距離：h=$\frac{s}{n}$=$\frac{15cm}{3}$=5cm；
（3）額外功：W_額=G_動滑輪h=1.5N×0.1m=0.15J；
由圖示可知，有三個鉤碼，鉤碼總重為G=2N×3=6N，
有用功：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
總功：W_總=Fs=Fnh=2.5N×3×0.1=0.75J；
滑輪組的機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.6J}{0.75J}$×100%=80%．
（4）若再加掛一只鉤碼重做實驗，有用功增加而額外功不變，有用功占總功的比重增加，滑輪組的機械效率變大．
故答案為：（1）豎直向上；勻速；（3）5；（3）0.15J；80%；（4）變大．

點評 本題考查滑輪組機械效率的計算，求滑輪組的機械效率時，要抓住拉力做的是總功，重物被提升做的是有用功，繩子有幾段，拉力移動距離就是重物移動距離的幾倍．