解析 (1)由题图知,甲图中,n₁=2;乙图中,n₂=3,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则拉力F=G,两次拉力F₁和F₂之比。

(2)重物的重力G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N

动滑轮的重力G_轮=m_轮g=0.1 kg×10 N/kg=1 N

不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率η=

由于两装置中物重和动滑轮重均相同,所以甲、乙两装置的机械效率

η₁=η₂==80%。

答案 (1)3∶2　(2)都为80%

解析 (1)为了使动滑轮和重物处于平衡状态,要竖直匀速拉动弹簧测力计。

(2)第①次实验中拉力做的功是总功,W_总=Fs=0.7 N×0.4 m=0.28 J,有用功W_有=Gh=1.0 N×0.2 m=0.2 J,则动滑轮的机械效率为η=≈0.714=71.4%。

(3)第③次实验中拉力做的功是总功,W_总'=F's'=1.7 N×0.4 m=0.68 J,动滑轮由2段绳承担物重,所以绳自由端上升的速度是重物上升速度的2倍,绳自由端提升0.4 m用的时间为t==4 s,拉力的功率P==0.17 W;匀速上升时,滑轮与滑轮的轴、绳和滑轮间存在与拉力方向相反的摩擦力,所以静止时拉力小于1.7 N。

(4)第②次实验,动滑轮的机械效率 η'≈83.3%,第③次实验动滑轮的机械效率η″≈88.2%,由数据分析可知,同一动滑轮所提升重物质量增大时,机械效率将增大。

答案 (1)竖直匀速　(2)71.4%　(3)0.17　小于　(4)增大

解析 (1)如题图甲所示,杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件得G₁×OA=G₂×OB,即2 N×0.2 m=G₂×0.1 m,解得G₂=4 N。

(2)保持M位置不变,即左边的力和力臂不变;G₂不变,要使杠杆在题图乙位置保持平衡,应该使右边的力臂不变;原来N的力臂为OB,所以N应该移动到②点处,故选C。

答案 (1)4　(2)C

解析 利用斜面提升物体时,克服重物重力做的功为有用功,即W_有=Gh=500 N×3 m=1 500 J,拉力所做的功为总功,即W_总=Fs=400 N×5 m=2 000 J,机械效率η=×100%=×100%=75%。　

答案 75%

解析 实验时,应竖直向上匀速拉动绳子的自由端。滑轮组的机械效率η=≈83.3%,若钩码重力增大,滑轮组的机械效率变大。

答案 匀速　83.3%　变大