Question

在做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)和同學(xué)們組裝了如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每只滑輪重都相同，不計(jì)摩擦和繩重）．
（1）對(duì)于甲圖所示的滑輪組，如果沒有刻度尺，只要測(cè)出鉤碼重G，然后豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，從彈簧測(cè)力計(jì)上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機(jī)械效率η=

G

3F

．
（2）比較甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率，可知η_甲

＞

η_乙（選填：＞、＜或=）．
（3）小強(qiáng)猜想，對(duì)于同一滑輪組（例如圖乙），它的機(jī)械效率也可能不是固定的，你認(rèn)為小強(qiáng)應(yīng)如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證他的猜想？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

F3h

=

G

3F

求出機(jī)械效率；
（2）不計(jì)摩擦和繩重時(shí)，滑輪組的額外功是由克服動(dòng)滑輪的重力所做的功；物重相同的條件下做的有用功相同，分析兩個(gè)滑輪組的額外功即可比較它們機(jī)械效率的大小關(guān)系．
（3）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）由甲圖知，此滑輪組有5段繩子與動(dòng)滑輪接觸，所以此滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h．
其機(jī)械效率為：η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

F3h

=

G

3F

．
所以不用刻度尺也可以測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率．
（2）兩滑輪組提升物體的重力相等，乙的動(dòng)滑輪多，所以做的額外功多．根據(jù)η=

W有用

W有用+W額

，乙的額外功大于甲的額外功，有用功相同，所以乙的機(jī)械效率低．
（3）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）

G

3F

；（2）＞；（3）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)：此題主要是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，首先要掌握滑輪組機(jī)械效率的概念．考查了滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體的重力及動(dòng)滑輪重力之間的關(guān)系．