Question

小雪和小紅在“測定滑輪組機械效率”的實驗中，使用了如圖所示的實驗裝置，他們分別記下了彈簧測力計和鉤碼的位置．
（1）小紅應

豎直向上勻速

拉動彈簧測力計，使鉤碼勻速升高，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0.2m，以上測量準確無誤，其他被測物理量和計算的數據如表：

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
1	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%，他們意識到出了錯誤．請你幫助找出原因

測力計上升高度錯誤

．
（3）該滑輪組的機械效率實際為

66.7%

．
（4）在實驗1中，若不計繩重及摩擦，其它條件均不變，只改變繩子的繞法，則滑輪組的機械效率

不變

（填“變大、變小或不變”）
（5）實驗后小紅猜想，對于同一滑輪組，它的機械效率也可能不是固定的，于是他用實驗進行了探究，并證明自己的猜想是正確的．你認為小強應采用的正確方法是什么？答：

使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個數，分別測出機械效率并比較

．

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）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．
（3）根據W_有=Gh求出有用功，W_總=Fs求出總功，利用機械效率公式求出該滑輪組的機械效率．
（4）只要有用功、額外功都不變，機械效率就不會改變．
（5）要解決此題，需要知道滑輪組的機械效率也與被提升的物重有關，同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率越高，反之則越低．

解答：解：（1）根據二力平衡知，只有豎直向上勻速直線拉動彈簧測力計時，拉力才等于彈簧測力計的示數；
（2）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，因此彈簧測力計提升的高度錯了，應為0.6m；
（3）該滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

1N×0.2m

0.5N×0.6m

×100%≈66.7%；
（4）如果僅改變繞繩的方法，額外功不變、有用功不變，則機械效率也不會改變；
（5）滑輪組的機械效率與被提升物體的重力也有關系，所以可以通過改變提升物體的重力來測量滑輪組的機械效率進行比較．
故答案為：（1）豎直向上勻速；（2）測力計上升高度錯誤；（3）66.7%；（4）不變；（5）使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個數，分別測出機械效率并比較．

點評：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．