Question

小雪和小紅在“測(cè)定滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，使用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼的位置．
（1）小紅應(yīng)

豎直向上勻速

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼勻速升高，并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為0.5N；同時(shí)小雪用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度為0.2m，以上測(cè)量準(zhǔn)確無誤，其他被測(cè)物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如表：

鉤碼重/N	彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度/m	有用功/J	總功/J	機(jī)械效率
1	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小紅測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為100%，他們意識(shí)到出了錯(cuò)誤．請(qǐng)你幫助找出原因

測(cè)力計(jì)上升高度錯(cuò)誤

．
（3）該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為

66.7%

．
（4）在實(shí)驗(yàn)1中，若不計(jì)繩重及摩擦，其它條件均不變，只改變繩子的繞法，則滑輪組的機(jī)械效率

不變

（填“變大、變小或不變”）
（5）實(shí)驗(yàn)后小紅猜想，對(duì)于同一滑輪組，它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明自己的猜想是正確的．你認(rèn)為小強(qiáng)應(yīng)采用的正確方法是什么？答：

使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，分別測(cè)出機(jī)械效率并比較

．

Answer 1

分析：（1）利用二力的平衡，只有勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大小．
（2）滑輪組在使用中，動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的幾倍．
（3）根據(jù)W_有=Gh求出有用功，W_總=Fs求出總功，利用機(jī)械效率公式求出該滑輪組的機(jī)械效率．
（4）只要有用功、額外功都不變，機(jī)械效率就不會(huì)改變．
（5）要解決此題，需要知道滑輪組的機(jī)械效率也與被提升的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率越高，反之則越低．

解答：解：（1）根據(jù)二力平衡知，只有豎直向上勻速直線拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，拉力才等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）動(dòng)滑輪被3根繩子承擔(dān)，拉力移動(dòng)的距離就是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的3倍，因此彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)了，應(yīng)為0.6m；
（3）該滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

1N×0.2m

0.5N×0.6m

×100%≈66.7%；
（4）如果僅改變繞繩的方法，額外功不變、有用功不變，則機(jī)械效率也不會(huì)改變；
（5）滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力也有關(guān)系，所以可以通過改變提升物體的重力來測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．
故答案為：（1）豎直向上勻速；（2）測(cè)力計(jì)上升高度錯(cuò)誤；（3）66.7%；（4）不變；（5）使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，分別測(cè)出機(jī)械效率并比較．

點(diǎn)評(píng)：滑輪組的機(jī)械效率與物體重力、摩擦力、機(jī)械本身重力有關(guān)．要提高機(jī)械效率，應(yīng)盡量減小摩擦和機(jī)械本身重力的同時(shí)，最大限度的增加被吊物體重力．