Question

測滑輪組的機械效率，動滑輪的質量為m，如圖安裝好滑輪組，記下鉤碼及彈簧測力計的位置，拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼升高，讀出彈簧測力計的示數F，用刻度尺分別測出鉤碼被提高的高度h和彈簧測力計移動的距離s，記錄數據．
（1）豎直向上拉動彈簧測力計，不考慮繩子的伸長，彈簧測力計移動的距離與鉤碼被提升的高度的關系是s=______h．
（2）用公式計算機械效率的條件是______，它比用公式計算出的結果______（填“偏大”“偏小”或“不變”）．
（3）保持此裝置不變．將鉤碼增加為2G，滑輪組的機械效率將______．（填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

解：（1）由圖知，n=3，則s=3h；
（2）η=，總功等于提升動滑輪和重物做的功，條件：不考慮繩重和摩擦；
η=，同時考慮到動滑輪重、繩重、摩擦；
兩個公式中，提起物體時有用功相同，根據η=計算時總功偏小，機械效率偏大．
（3）同一滑輪組提起鉤碼的重增加，額外功幾乎不變，有用功在總功的比值增大，所以同一滑輪組提起的物體越重，機械效率越高．
故答案為：（1）3； （2）不計繩重和摩擦，偏大； （3）增大．
分析：（1）由圖知，承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h；
（2）η=，只考慮動滑輪的重，沒有考慮繩重和摩擦；η=，同時考慮到動滑輪重、繩重、摩擦，有用功不變，后者總功增大，所以后者機械效率偏小．
（3）滑輪組一定時，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機械效率增大．
點評：滑輪組的機械效率跟提起物體的重力、繩重、摩擦、動滑輪重有關，跟物體升高的距離、提起的速度沒有關系，計算時要注意條件；滑輪組一定時，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機械效率升高．