如图甲是小明测滑轮组的机械效率的示意图.她用弹簧测力计拉动绳子的自由端,将质量为300g的钩码从A位置匀速提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,其示数如图乙所示.请你根据小玲做的实验完成下列问题.(g取10N/kg)
(1)在测量过程中,必须________ 拉动绳端;
(2)该动滑轮的机械效率是________%.
解:(1)测量时,必须竖直向上匀速直线拉动绳子,才能保证拉力大小不变,绳子自由端移动距离是物体升高距离的2倍.
(2)拉力大小F=2N,
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N.
h=15cm-5cm=10cm=0.1m,
s=60cm-40cm=20cm=0.2m,
W有=Gh=3N×0.1m=0.3J.
W总=Fs=2N×0.2m=0.4J.
η===75%.
故答案为:竖直向上匀速;75.
(1)当绳子未竖直向上拉动时,绳子自由端移动的距离就不是物体升高距离的2倍.当绳子未匀速上升时,弹簧测力计的示数就不等于绳子的拉力.
(2)知道物体质量求出物体重力,求出物体升高的距离,绳子自由端移动的距离.读出弹簧测力计的示数.
知道物体的重力、物体升高的距离、拉力、绳子自由端移动的距离,求出有用功、总功,求出机械效率.
点评:学生进行实验时,只知道要竖直向上匀速拉动绳子,但是不知道为什么这样做,其目的是:保证拉力大小不变,绳子自由端移动距离是物体升高距离的n倍(n是指承担物体和动滑轮绳子的段数).