探究滑輪組的特點實驗裝置

A. 如圖為「測量滑輪組機械效率」的實驗裝置，鉤碼總重6N,彈簧測力計豎直向上，勻速拉動細繩時的示數如圖所

(1)F拉=2.4N
(2)P=F拉V拉
V拉=0.72/2.4=0.3m/s
(3)η=G/nF=6/3*2.4=83.33%
(4)η=G/(G+G動）=1/(1+G動/G） 所以： G加大η變大

B. 學校的物理興趣小組在「探究滑輪組的機械效率」時設計了如圖所示的實驗裝置，鉤碼總重6N，由圖可知，彈簧

（1）由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以測力計的示數為2.4N．
（2）彈簧測力計勻速拉動鉤回碼上升，答鉤碼的質量不變，速度不變，故動能不變；高度增加，故重力勢能增大，所以機械能變大；
（3）因為由3段繩子承擔物重，所以s=3h，
η=

W有用

W總

×100%=

Gh

FS

×100%=

6N×h

2.4N×3h

×100%=83.3%．
故答案為：2.4；變大；83.3%．

C. 小明想利用圖所示的實驗裝置探究：對於同一滑輪組，掛同一重物，如果繩子的繞法不同，機械效率是否相同

（1）要研究滑輪組的機械效率與繩子的繞法是否有關，需要採用控制變數法，讓提升相專同的重屬物、都使用一個動滑輪，採用不同的繞法，由此可知，可選用甲、丙兩圖或乙、丁兩圖；
（2）∵滑輪組的機械效率：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴η_甲=

G

2F1

，η_丙=

G

3F3

∵不考慮繩子的重量和繩子與滑輪間的摩擦，
∴F₁=

1

2

（G+G₀），F₃=

1

3

（G+G₀），
∴η_甲=

G

2F1

=

G

G+G0

，η_丙=

G

3F3

=

G

G+G0

，
由此可知η_甲=η_丙，說明對於同一滑輪組，掛同一重物，滑輪組的機械效率與繩子的繞法無關．
故答案為：（1）甲、丙（或乙、丁）；（2）分析過程同上．

D. 如圖所示為「測量滑輪組機械效率」的實驗裝置，鉤碼總重6N，彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時的示數如圖

已知：鉤碼總重抄G=6N，上升襲高度h=0.3m，時間t=3s，n=3
求：（1）拉力F=？；（2）拉力做功的功率P=？；（3）滑輪組的機械效率η=？
解：（1）圖中彈簧測力計的分度值為0.2N，則其示數為2.4N，即拉力為F=2.4N；
（2）拉力移動距離s=nh=3×0.3m=0.9m，
拉力做的總功為W_總=Fs=2.4N×0.9m=2.16J；
拉力的功率為P=

W總

t

=

2.16J

3s

=0.72W；
（3）拉力做的有用功為W_有用=Gh=6N×0.3m=1.8J；
滑輪組機械效率為η=

W有用

W總

×100%=

1.8J

2.16J

×100%≈83.3%；
（4）由機械效率公式η=

W有用

W有用+W額

可知，在原來的鉤碼下再增掛兩個鉤碼，相當於增加了有用功而額外功不變，有用功與總功的比值增大，所以機械效率增加．
答：（1）彈簧測力計對細繩的拉力為2.4N；
（2）彈簧測力計拉力做功的功率為0.72W；
（3）該滑輪組的機械效率為83.3%；
（4）在原來的鉤碼下再增掛兩個鉤碼，該滑輪組的機械效率將增加．