Question

小明用如图所示的实验装置进行“测滑轮组机械效率”的实验．已知物体所受重力为6N．
（1）实验中，测出了物块上升的高度为0.1m，弹簧测力计所示的拉力为________N，则此时滑轮组的机械效率为________%，动滑轮的重为________N（不计绳重和摩擦）．
（2）小明用弹簧测力计拉物体时，先静止不动测出拉力的大小，再提升物体测出上升的高度和弹簧测力计移动的距离来计算机械效率，则算出的机械效率将偏________．
（3）如果要研究滑轮组的机械效率和物重的关系，如何进行实验？请简要写出实验方案．

Answer 1

解：
（1）弹簧测力计的分度值为0.1N，拉力F=2.5N，
由图可知n=3，
此时滑轮组的机械效率：
η======80%，
不计绳重和摩擦时，F=（G_物+G_动）则
G_动=nF-G_物=3×2.5N-6N=1.5N；
（2）在实验中影响滑轮组机械效率的因素不光有物重，还有动滑轮的重、绳重与摩擦，
所以滑轮转动时，滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在摩擦，静止状态弹簧测力计的示数小于转动时的拉力，
根据η====可知，静止时算出的机械效率将偏大；
（3）要研究滑轮组的机械效率和物重的关系，可以使用同一个滑轮组，改变物体的重力，然后分别测出机械效率，进行比较即可．
故答案为：
（1）2.5；80；1.5；
（2）大；
（3）保持滑轮组不变，不断增大物体的重力，用测力计分别测出拉力，算出机械效率并进行比较．（保持滑轮组不变，测出不同重物下的机械效率并进行比较．）
分析：（1）根据弹簧测力计的分度值读出拉力的大小，由图可知绳子的有效股数，根据η====求出此时滑轮组的机械效率；不计绳重和摩擦时，利用F=（G_物+G_动）求出动滑轮的重力．
（2）在实验中影响滑轮组机械效率的因素不光有物重还有动滑轮的重、绳重与摩擦，转动时的拉力大于静止时的拉力，然后根据η=判断机械效率的变化．
（3）要研究滑轮组的机械效率和物重的关系，应控制其他条件不变，只改变物体的重力进行实验探究．
点评：（1）此题是测量滑轮组的机械效率，其中要测量绳端拉力，所以有关测力计的读数是很重要的．在读数时，要注意测力计的分度值；
（2）本题关键：一是使用滑轮组承担物重的绳子股数n的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是利用好推导公式η====求滑轮组的机械效率，三是控制变量法的应用．