Question

10．如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N．
（1）实验时要竖直向上且匀速拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是2.4N，有用功是0.54J，总功是0.72J，滑轮组的机械效率是75%．
（2）若实验时只改变绕线方式，发现弹簧测力计的变大，则该滑轮组的机械效率将不变（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（不计摩擦）

Answer 1

分析 （1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
由丙读出弹簧测力计的示数；根据W_有=Gh计算有用功；根据W_总=Fs计算总功；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率；
（2）根据机械效率的计算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$，分析只改变缠绕绳子的方式，有用功和总功的变化情况从而知机械效率的变化．

解答 解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；
由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N；
有用功：W_有=Gh=5.4N×0.1m=0.54J；
由图通过动滑轮绳子的段数n=3，s=nh=3h，
总功：W_总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.1m=0.72J；
滑轮组的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.54J}{0.72J}$×100%=75%；
（2）改变串绕绳子的方式，有用功和额外功都不会发生改变，因为总功等于有用功加额外功，所以总功也不变．
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知机械效率不变．
故答案为：（1）匀速；2.4；0.54；0.72；75%；（2）不变．

点评 此题考查弹簧测力计的读数，功的计算，滑轮组的机械效率等多个知识点，综合性强，难易程度适中，是一道典型的题目．