Question

17．某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测出物重为6N，再按如图所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下物体和弹簧测力计的起始位置．
（1）若物体上升了10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示为2.4N，则滑轮组的机械效率是83.3%．
（2）为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是B（选“A”或“B”）同学的方法．
（3）实验中要分别记下物体的弹簧测力计的起始位置，是为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功．
（4）计算发现该滑轮组的机械效率小于1，你能分析一下效率不是100%的原因吗？请你试着写出一条：克服动滑轮重力做额外功（或克服摩擦、绳重做额外功）．（5）为了提高滑轮组提升物体时的机械效率，请你提出两条措施：
①增加物体的重力；
②减小动滑轮的重力．

Answer 1

分析 （1）首先确定测力计的分度值，然后进行读数；
根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%计算出滑轮组的机械效率．
（2）在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升进行读数．
（3）要测滑轮组的机械效率，需测出G、h、F、s，根据公式η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%计算．所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功．
（4）使用滑轮组时，需要克服动滑轮重力、摩擦力做额外功，所以总功总会大于有用功，机械效率总会小于1；
（5）滑轮组的机械效率是指有用功与总功之比，有用功越多、额外功越少，滑轮组的机械效率越高．

解答 解：（1）由图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为2.4N．
滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h=3×0.1m=0.3m；
则滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%=83.3%；
（2）为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数，B同学正确．
（3）为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置．
（4）使用滑轮组时，需要克服动滑轮重力、摩擦力做额外功，所以总功总会大于有用功，机械效率总会小于1；
（5）若增加物体的重力可以增大有用功，从而增加有用功在总功中所占的比值．
减小动滑轮的重力，可以减少额外功，从而提高有用功在总功中的比值．
故答案为：（1）2.4；83.3%；（2）B；
（3）测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功；
（4）克服动滑轮重力做额外功（或克服摩擦、绳重做额外功）；
（5）①增加物体的重力；②减小动滑轮的重力．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率，一定要搞清绳端拉力的测法，必须使测力计匀速运动．同时要掌握滑轮组机械效率的计算公式及其影响因素．