探究滑轮组的特点实验装置

A. 如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上，匀速拉动细绳时的示数如图所

(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动）=1/(1+G动/G） 所以： G加大η变大

B. 学校的物理兴趣小组在“探究滑轮组的机械效率”时设计了如图所示的实验装置，钩码总重6N，由图可知，弹簧

（1）由图知，测力计的分度值为0.2N，所以测力计的示数为2.4N．
（2）弹簧测力计匀速拉动钩回码上升，答钩码的质量不变，速度不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大，所以机械能变大；
（3）因为由3段绳子承担物重，所以s=3h，
η=

W有用

W总

×100%=

Gh

FS

×100%=

6N×h

2.4N×3h

×100%=83.3%．
故答案为：2.4；变大；83.3%．

C. 小明想利用图所示的实验装置探究：对于同一滑轮组，挂同一重物，如果绳子的绕法不同，机械效率是否相同

（1）要研究滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关，需要采用控制变量法，让提升相专同的重属物、都使用一个动滑轮，采用不同的绕法，由此可知，可选用甲、丙两图或乙、丁两图；
（2）∵滑轮组的机械效率：
η=

W有

W总

=

Gh

Fs

=

Gh

Fnh

=

G

nF

，
∴η_甲=

G

2F1

，η_丙=

G

3F3

∵不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦，
∴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，说明对于同一滑轮组，挂同一重物，滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关．
故答案为：（1）甲、丙（或乙、丁）；（2）分析过程同上．

D. 如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图

已知：钩码总重抄G=6N，上升袭高度h=0.3m，时间t=3s，n=3
求：（1）拉力F=？；（2）拉力做功的功率P=？；（3）滑轮组的机械效率η=？
解：（1）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，则其示数为2.4N，即拉力为F=2.4N；
（2）拉力移动距离s=nh=3×0.3m=0.9m，
拉力做的总功为W_总=Fs=2.4N×0.9m=2.16J；
拉力的功率为P=

W总

t

=

2.16J

3s

=0.72W；
（3）拉力做的有用功为W_有用=Gh=6N×0.3m=1.8J；
滑轮组机械效率为η=

W有用

W总

×100%=

1.8J

2.16J

×100%≈83.3%；
（4）由机械效率公式η=

W有用

W有用+W额

可知，在原来的钩码下再增挂两个钩码，相当于增加了有用功而额外功不变，有用功与总功的比值增大，所以机械效率增加．
答：（1）弹簧测力计对细绳的拉力为2.4N；
（2）弹簧测力计拉力做功的功率为0.72W；
（3）该滑轮组的机械效率为83.3%；
（4）在原来的钩码下再增挂两个钩码，该滑轮组的机械效率将增加．