Question

测定一个定滑轮和一个动滑动组成的滑轮组的机械效率，装置如图所示．
（1）实验器材除滑轮组外，还有钩码、铁架台、刻度尺、长约2m细绳，还缺少的器材是    若没有刻度尺    （填能或不能）测出机械效率；
（2）向上拉弹簧秤时，应使钩码    上升一段距离；
（3）若每个钩码重10N，钩码上升的高度是30cm，弹簧秤示数是12N，则对滑轮组做的有用功为    ，总功为    ，机械效率为    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）在测量滑轮组的机械效率时，需要测量物体的重力、物体上升的高度、拉力、绳端移动的距离，根据机械效率的概念计算．
（2）根据二力平衡的条件可知，只有匀速拉动滑轮时，弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等．
（3）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率．
解答：解：（1）在测量机械效率时，要测量物体的重力和绳端的拉力，所以要用到弹簧测力计．
有用功是克服物体的重力做的功W_有用=Gh；总功是拉力F做的功W=Fs，绳子的有效股数n=3
所以滑轮组的机械效率为η====．
（2）在测量过程中，为了准确测量拉力需要使测力计做匀速直线运动．
（3）有用功是克服物体的重力做的功，所以W_有用=Gh=30N×0.3m=9J；
总功是拉力F做的功，所以W_总=Fs=Fnh=12N×3×0.3m=10.8J；
滑轮组的机械效率为η=×100%=×100%≈83.3%．
故答案为：（1）弹簧测力计；（2）匀速；（3）9J，10.8J，83.3%．
点评：本题考查了二力平衡的条件的应用、绳端移动距离s与物体上升高度h之间的关系、机械效率的求法及滑轮组的连接，关键是掌握测量滑轮组机械效率的原理．