Question

20．在做“測滑輪組機(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(jì)使鉤碼升高，從彈簧測力計(jì)上讀出拉力值F，即可算出該滑輪組的機(jī)械效率η=$\frac{G}{3F}$．
（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）實(shí)驗(yàn)后小強(qiáng)猜想，對于同一滑輪組（例如圖乙），它的機(jī)械效率也可能不是固定的，于是他用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究，并證明了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？

Answer 1

分析 （1）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(guān)系：s=nh．則η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$；
（2）知道滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪重之間的關(guān)系，知道動滑輪越重，所做的額外功越多，則機(jī)械效率越低；
（3）滑輪組的機(jī)械效率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3段繩子與動滑輪接觸，所以此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以s=3h；
其機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{G}{3F}$；
所以不用刻度尺也可以測出滑輪組的機(jī)械效率．
（2）兩滑輪組提升物體的重力相等，甲的動滑輪多，所以做的額外功多，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$，甲的額外功小于乙的額外功，有用功相同，所以甲的機(jī)械效率高；
（3）要探究滑輪組的機(jī)械效率與被提升物體重力的關(guān)系，應(yīng)使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，測量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．
故答案為：（1）$\frac{G}{3F}$；（2）＞；（3）使用同一滑輪組，改變被提升鉤碼的個(gè)數(shù)，測量滑輪組的機(jī)械效率進(jìn)行比較．

點(diǎn)評 此題主要是測量滑輪組的機(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滑輪重力之間的關(guān)系