Question

3．如圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N．   
（1）該實驗所需測量工具是彈簧測力計、刻度尺．
（2）實驗時要豎直向上勻速，拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大小為2.4N，若鉤碼上升的高度為8cm，則彈簧測力計向上移動24cm，該滑輪組的機械效率為83.3%．
（3）若不改變其它因素，僅增加鉤碼的個數，該滑輪組有機械效率將增大（選填：“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可知實驗中應測量G、h、F、s，可知所用的測量工具分別為刻度尺、彈簧測力計；
（2）測力計不是勻速地移動會影響測力計讀數的準確，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，關鍵是找準有用功和總功；
（3）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．

解答 解：（1）根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%，實驗中需要用到彈簧測力計測量G、F，用刻度尺測量s、h；
（2）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為2.4N；
動滑輪被3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3倍，鉤碼上升的高度為8cm，則彈簧測力計向上移動24cm；
有用功：W_有=Gh=6N×0.08m=0.48J，
拉力做的總功：W_總=Fs=2.4N×0.24m=0.576J，
滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.48J}{0.576J}$×100%=83.3%．
（3）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，則有用功占總功的比例增大，也就是機械效率變大．
故答案：（1）彈簧測力計；刻度尺；（2）勻速；2.4；24；83.3%；（3）增大．

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．