Question

如图甲是小民测动滑轮的机械效率的示意图．他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将重为2N的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示．在整个过程中，钩码上升的高度是________cm，弹簧测力计上升的高度为________cm，拉力做的有用功为________J，总功为________J，动滑轮的机械效率为________，如果将钩码的重增大为4N，该动滑轮的机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

10.0    20.0    0.2    0.24    83.3%    增大
分析：（1）钩码上升的高度就是A′B′间的长度，弹簧测力计上升的高度为AB间的长度，使用刻度尺测量物体的长度，读数时要先认清分度值；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小，再根据W=Fs=Fh′求出总功，利用η=求出动滑轮的机械效率；
（3）使用动轮轮时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，因此机械效率会增大．
解答：（1）刻度尺的分度值是1cm，钩码是从0cm开始上升的，上升到10.0cm处，所以钩码上升的高度h=10.0cm=0.100m；
弹簧测力计从25.0cm上升到45.0cm，所以弹簧测力计上升的高度h′=45.0cm-25.0cm=20.0cm=0.200m．
（2）拉力做的有用功：
W_有=Gh=2N×0.100m=0.2J，
弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力F=1.2N，
拉力做的总功：
W_总=Fh′=1.2N×0.200m=0.24J，
动滑轮的机械效率：
η==≈83.3%；
（3）整个滑轮组保持不变，即额外功不变；
因为对重物做的功为有用功，增加钩码的重，即增大了有用功，机械效率就会增大．
故答案为：10.0；20.0；0.2；0.24；83.3%；增大．
点评：本题考查了弹簧测力计、刻度尺的读数以及功的计算、机械效率的计算和提高机械效率的方法，是一道综合题；注意长度测量在记录数据时应估读到分度值的下一位．