Question

15．如圖甲所示，是測量滑輪組機械效率的示意圖．用彈簧測力計拉動繩子的自由端，將3.6N的重物從A位置勻速提升到A′位置，同時彈簧測力計從圖中的B位置勻速豎直上升到B′位置，在這個過程中，彈簧測力計的示數如圖乙所示，請你根據實驗完成下列問題：（取g=10N/kg，刻度尺的最小刻度為1cm）
（1）在測量過程中，必須豎直向上勻速拉動繩端；
（2）該滑輪組的機械效率是75%．
（3）若將重物由3.6N增加到6N，該滑輪組的機械效率將增大（填：“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）當繩子未豎直向上拉動時，當繩子未勻速上升時，彈簧測力計的示數就不等于繩子的拉力．
（2）知道物體重力，讀出拉力大��；求出物體升高的距離、繩子自由端移動的距離．求出有用功、總功，利用效率公式求出機械效率；
（3）使用滑輪組時，做的額外功不變，增加鉤碼的個數，增大了有用功，因此機械效率會變大．

解答 解：
（1）測量時，必須豎直向上勻速直線拉動繩子，才能保證拉力等于彈簧測力計的示數，并且大小不變；
（2）由圖乙可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，拉力大小F=2.4N，
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N．
h=15cm-5cm=10cm=0.1m，
s=60cm-40cm=20cm=0.2m，
W_有=Gh=3.6×0.1m=0.36J．
W_總=Fs=2.4N×0.2m=0.48J．
滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.36J}{0.48J}$×100%=75%；
（3）整個滑輪組保持不變，即額外功不變．因為對重物做的功為有用功，將重物由3.6N增加到6N，則增大了有用功，機械效率就會增大．
故答案為：
（1）豎直向上勻速；（2）75；（3）增大．

點評 本題是測量滑輪組的機械效率實驗，考查了來測力計、刻度尺的讀數及功和機械效率的計算，在讀數時，注意分度值．學生進行實驗時，只知道要豎直向上勻速拉動繩子，但是不知道為什么這樣做，其目的是：保證拉力等于彈簧測力計的示數．