Question

19．在“测滑轮组机械效率”的实验中，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G，再按图所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置．
（1）为了测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计缓慢匀速提升（填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数，图中弹簧测力计示数是0.8N．
（2）按照正确的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F＞（填“＞”、“=”或“＜”）$\frac{1}{3}$G．
（3）实验中要分别记下钩码和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）在此实验中，若仅增加钩码的重力，该滑轮组的机械效率将增大（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）本实验中，应匀速向上拉弹簧测力计；弹簧测力计时要先明确分度值．
（2）使用滑轮组时，拉力不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力及机械摩擦．
（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，做的额外功不变，仅增加钩码的重力，增大了有用功，由此分析机械效率的变化．

解答 解：
（1）为了读数准确、方便，测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计缓慢匀速提升时读数；
图中弹簧测力计分度值0.2N，示数是0.8N；
（2）由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，所以F=$\frac{G}{3}$，但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦．若考虑的话拉力F大于$\frac{G}{3}$；
（3）实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，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）整个滑轮组保持不变，即额外功不变．因为对钩码做的功为有用功，仅增加钩码的重力，即增大了有用功，因此机械效率就会增大．
故答案为：（1）缓慢匀速提升；0.8；
（2）＞；
（3）钩码和弹簧测力计移动的距离；
（4）增大．

点评 （1）滑轮组做的有用功是提升物体重力做的功，额外功是克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功，总功是拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值．
（2）滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．