Question

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组（如图所示）进行了两次实验，实验数据如下表所示．（1）在表格的空格处，填上合适的数据．

（2）实验过程中若未能沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，测出拉力后算出的机械效率将________（偏大/偏小/不变）．
（3）有同学根据上述实验数据分析认为：机械效率的大小可能跟重物提升的高度有关．为了验证上述猜想，你认为应如何改进实验验证这一猜想．利用同一个滑轮组，在下面挂同一个物体，提升不同的高度，测出有关的量计算出机械效率加以比较．
（4）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在________范围内．

Answer 1

解：（1）由实验1可知：s=5h，所以实验2中弹簧测力计移动的距离为5×8cm=40cm
实验1的机械效率：
实验2的机械效率：
（2）测力计不是沿竖直方向匀速拉动，弹簧、挂钩与弹簧测力计面板摩擦，测得的拉力偏小；
（3）机械效率的大小可能跟重物提升的高度有关，应保证滑轮组，物体的重不变，改变物体提升的高度，因此可以：利用同一个滑轮组，在下面挂同一个物体，提升不同的高度，测出有关的量计算出机械效率加以比较；
（4）通过实验数据我们发现：使用同一个滑轮组时，增加钩码的重，机械效率会变大，3N在2N、4N之间，因此机械效率也在66.7%-72.7%之间．
故答案：（1）40；66.7%；72.7%；
（2）偏小；
（3）利用同一个滑轮组，在下面挂同一个物体，提升不同的高度，测出有关的量计算出机械效率加以比较；
（4）66.7%-72.7%．
分析：（1）滑轮组在使用中，动滑轮被几根绳子承担，拉力移动的距离就是物体和动滑轮移动距离的几倍，计算滑轮组机械效率时，关键是找准有用功和总功；
（2）测力计不是沿竖直方向匀速拉动，弹簧、挂钩等处的摩擦会使测量结果偏小；
（3）利用同一个滑轮组，物体的重不变，改变提升的高度，计算出机械效率加以比较；
（4）通过机械效率与物体重力的关系的分析，得出结果．
点评：使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大．