Question

在學習了滑輪之后，某實驗小組同學做了以下實驗：
（1）他們研究定滑輪特點時，做的實驗如圖1所示，他們發現F₁=F₂=F₃，據此可得：使用定滑輪______；
（2）在做“測定滑輪組機械效率”實驗時，采用“一個定滑輪、一個動滑輪”組成的滑輪組，實驗記錄如下表：

鉤碼重/N	鉤碼升高/m	彈簧測力計示數/N	繩子自由端移動距離/m	機械效率/%
	0.05	2

①鉤碼重如圖2所示，請填入答案卷表格中相應位置；
②完成表格兩個數據的計算，填入答案卷表格中相應位置．
③如果再次實驗時用“兩個定滑輪、兩個動滑輪”（滑輪規格同前） 組成的滑輪組來提升同樣的鉤碼做實驗，則彈簧測力計的讀數將______，機械效率將______（填變化情況）．

Answer 1

解：（1）定滑輪的特點：不能省力但可以改變力的方向．
（2）①圖中測力計的分度值為0.2N，此時測力計的示數為4N．所以物重為4N．
②由表格中數據知，拉力為2N，又因為動滑輪重力的存在，所以此滑輪組應由3段繩子承擔物重．
s=3h=3×0.05m=0.15m，
η=×100%=×100%=×100%≈66.7%
③如果再次實驗時用“兩個定滑輪、兩個動滑輪”（滑輪規格同前） 組成的滑輪組來提升同樣的鉤碼做實驗，由于承擔物重的繩子段數增多，所以更省力，在此過程中所做的有用功不變，額外功增多，所以有用功在總功中所占的比例減小，機械效率減小．
故答案為：（1）不能省力，但可以改變力的方向；（2）表格數據分別為：4 0.15 66.7；

鉤碼重/N	鉤碼升高/m	彈簧測力計示數/N	繩子自由端移動距離/m	機械效率/%
4	0.05	2	0.15	66.7

③變小；變小．
分析：（1）定滑輪的實質是等臂杠桿，所以定滑輪的特點是不能省力但能改變力的方向．
（2）①在進行測力計的讀數時，首先要認清測力計的分度值．
②一個定滑輪、一個動滑輪組成的滑輪組，可能是2段繩子承擔物重，也可能是3段繩子承擔物重，根據物體的重力和繩子的拉力大小來判斷由幾段繩子承擔物重，從而可以根據s=nh計算出繩子自由端移動的距離．
根據公式η=×100%=×100%計算出滑輪組的機械效率．
③承擔物重的繩子段數越多，滑輪組越省力．在有用功相同的情況下，額外功越多，則機械效率越低．
點評：此題測量滑輪組的機械效率，考查了定滑輪的省力特點，同時考查了有關滑輪組的省力特點及滑輪組機械效率的求法．