Question

某實驗小組在做“測滑輪組機械效率”的實驗中，組裝了如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每只滑輪重都相同，不計摩擦和繩重）．
（1）實驗中，在讀取彈簧測力計的示數時，應使鉤碼______上升．
（2）用甲、乙兩滑輪組提升相同的重物，它們的機械效率關系是η_甲______η_乙（選填：“＞”、“＜”或“=”）．
（3）對于甲圖所示的滑輪組，如果沒有刻度尺，只要測出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，從彈簧測力計上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機械效率η=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用二力平衡的條件可知，只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等于鉤碼的重力，測力計的示數才等于拉力的大小；
（2）滑輪組（甲）和（乙）提升的是相同的重物、升高相同的高度，故克服鉤碼的重力所做的功相同，即有用功相同；然后比較兩滑輪組時所做的額外功的大小即可，額外功越多，機械效率越小；
（3）要解決此題需要掌握繩端移動距離與物體上升高度之間的關系，即看有幾段繩子吊著動滑輪，有幾段就費幾倍的距離．：s=nh．則η===．
解答：解：（1）只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等于鉤碼的重力，測力計的示數才等于拉力的大小；
（2）因滑輪組（甲）和（乙）提升的是相同的重物、升高相同的高度，由W_有=Gh可知：W_甲=W_乙；
又因甲組的動滑輪的個數比乙組的少，所做的額外功就少，由機械效率的公式可知：η_甲＞η_乙；
（3）由甲圖知，此滑輪組有3段繩子與動滑輪接觸，所以此滑輪組由3段繩子承擔物重，設鉤碼上升高度為h，則繩子自由端移動距離是s=3h．
其機械效率為：η===．
故答案為：（1）勻速上升；（2）＞；（3）．
點評：此題主要是測量滑輪組的機械效率，首先要掌握滑輪組機械效率的概念．考查了滑輪組的機械效率與被提升物體的重力及動滑輪重力之間的關系．