Question

18．在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數據如下：

次數	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/cm	彈簧測力計的示數/N	彈簧測力計移動的距離/cm
1	2	10	0.8	40
2	5	5	1.5	20

（1）此實驗所用滑輪的個數至少是3個，其中動滑輪有2個．
（2）實驗中應勻速豎直拉彈簧測力計．
（3）第一次實驗測得滑輪組的機械效率為62.5%，第二次實驗時滑輪組的機械效大于（填“大于”、“小于”或“等于”）第一次的機械效率．
（4）如何改變滑輪組的效率？改變物重．

Answer 1

分析 （1）比較鉤碼上升高度與彈簧測力計移動距離的關系，可得出承擔物重的繩子的段數，再進一步明確滑輪的總個數以及動滑輪的個數；
（2）為了準確測量拉力，測力計要做勻速直線運動；
（3）根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$即可求出兩次實驗時滑輪組的機械效率；
（4）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加物重，增加了有用功，因此機械效率會變大．

解答 解：
（1）分析數據可知，彈簧測力計移動距離是鉤碼上升高度的4倍，故應有4段繩子吊著動滑輪，因此，動滑輪至少要有2個，定滑輪至少要有1個，共需要3個滑輪來組成滑輪組；
（2）為了準確測量拉力的大小，需使測力計豎直勻速運動；
（3）第一次的機械效率為：η₁=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.4m}$×100%=62.5%；
第二次的機械效率為：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{5N×0.05m}{1.5N×0.2m}$×100%=63.3%；
第二次實驗時滑輪組的機械效率大于第一次的機械效率；
（4）根據（3）可知，使用同一滑輪組，額外功不變，增加物重，增加了有用功，則有用功占總功的比例變大，故滑輪組的機械效率變大．
故答案為：（1）3；2；（2）勻速豎直；（3）62.5%；大于；（4）改變物重．

點評 此題主要考查了滑輪組的機械效率的計算，同時還考查了滑輪組的組裝及滑輪組機械效率與物重的關系．