Question

（2011?錦州模擬）某小組做“測滑輪組機械效率”的實驗．
（1）利用圖所示的滑輪組成滑輪組，要求彈簧測力計向上拉，在圖中畫出滑輪組的繞法．
（2）使鉤碼升高的過程中應向上

勻速直線

拉動彈簧測力計；記下鉤碼及彈簧測力計的位置．拉動彈簧測力計使重為G的鉤碼升高，讀出彈簧測力計的示數F，用刻度尺分別測出鉤碼提升的高度h和彈簧測力計移動的距離S．
（3）用公式η=

Gh

(mg+G)h

計算機械效率（動滑輪質量為m），比用η=

Gh

Fs

計算出的結果

偏大

（填“偏大”、“相同”或“偏小”）．
（4）保持此裝置不變，將提升的鉤碼增加為2G，滑輪組的機械效率將

增大

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析：對于確定繩子自由端的方向時，可以從繩子自由端開始，由外向內繞．
實驗過程中要勻速直線拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數不變，便于讀數．
η=

Gh

(mg+G)h

，只考慮動滑輪的重，沒有考慮繩重和摩擦力，η=

Gh

Fs

，同時考慮到動滑輪重、繩重、摩擦，有用功不變，后者總功增大，所以后者機械效率偏小．
滑輪組一定時，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機械效率升高．

解答：解：（1）繩子自由端的彈簧測力計向上拉動，反方向繞過動滑輪，定滑輪，最后連接在動滑輪上．如圖．
（2）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數不變，便于讀數．
（3）η=

Gh

(mg+G)h

，只考慮動滑輪的重，沒有考慮繩重和摩擦力，η=

Gh

Fs

，同時考慮到動滑輪重、繩重、摩擦，提起物體時有用功相同，根據η=

Gh

(mg+G)h

計算時總功偏小，機械效率偏大．
（4）同一滑輪組提起鉤碼的重增加，有用功在總功的比值增大，額外功在總功中比值減小，所以同一滑輪組提起的物體越重，機械效率越高．
故答案為：（1）見上圖；（2）勻速直線；（3）偏大；（4）增大．

點評：滑輪組的機械效率跟提起物體的重力、繩重、摩擦、動滑輪重有關，跟物體升高的距離，提起的速度，繩子的繞法都沒有關系．
滑輪組一定時，增大提升物體的重，有用功在總功中比值增大，機械效率升高．這個知識點經常出現，一定要正確理解．