Question

9．在“探究滑轮组机械效率”的实验中，某实验小组采用A、B两种不同的滑轮组进行试验（如图甲所示），发现了一些实际问题，下表是实验中的几组数据．

次数	装置	物块重/N	物块上升高度/m	拉力/N	测力计移动距离/m	总功/J	机械效率η
1	A	0.50	0.2	0.20	0.4	0.08	125%
2	A	1.90	0.2	0.95	0.4	0.38	100%
3	B	0.50	0.2	0.25	0.6
4	B	1.90	0.2	0.75	0.6	0.45	84.4%

（1）实际中机械效率η＜（填“＞”“=”或“＜”）1．通过观察图乙和图丙，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，图乙中指针在零刻度线的下方，图丙中指针在零刻度线处．
（2）表格中1、2两次实验的机械效率分别是125%和100%，原因是：用滑轮组A进行试验时，弹簧测力计的示数比细绳实际拉力做的功要小，因此测得的机械效率比实际效率要高．
（3）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向上匀速移动，若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调至0刻线．
（4）第3次实验中，通过表格中的数据，计算总功为0.15J，机械效率为66.7%．
（5）通过比较第3次和第4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与提升的物重有关．

Answer 1

分析 （1）要知道在使用滑轮组时，总要克服额外功，所以有用功总小于总功，所以机械效率总小于1．
（2）由于测力计外壳本身有重力，造成乙图中指针在零刻线的下方，所以此时所测拉力偏小，据此分析；
（3）测量绳子自由端的拉力F，应该在缓慢匀速提升时读数；
若弹簧测力计倒置时测拉力，为避免上面的影响，要先将指针调至0刻线处；
（4）由表中数据求出有用功和总功，根据机械效率公式求大小；
（5）纵向比较表中数据，分析得出结论．

解答 解：（1）实际中，由于额外功总是存在的，故有用功总小于总功，机械效率总小于1．
（2）表格中1、2两次实验是用A滑轮组做的，拉力向下，由于测力计外壳本身受重力，在测量前指针在零刻线的下方，所以用A滑轮组做实验时，所测拉力偏小，计算出的总功也会偏小；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可知，有用功不变，总功偏小，测得的机械效率比实际效率要高．
（3）考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向上匀速移动，此时测得的拉力才是准确的；
若弹簧测力计倒置时测拉力，为避免弹簧测力计的影响，要先将指针调至0刻线处；
（4）第3次实验中，做的有用功：W_有=Gh=0.50N×0.2m=0.1J；
做的总功：W_总=Fs=0.25N×0.6m=0.15J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.1J}{0.15J}$×100%≈66.7%；
（5）通过比较第3次和第4次实验数据可知，使用相同的滑轮组，提升不同的重物，机械效率不同，故滑轮组的机械效率与提升的物重有关．
故答案为：（1）＜；（2）小；（3）匀速；0刻线；（4）0.15；66.7%；（5）提升的物重．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率．考查了机械效率的计算、控制变量法的运用及数据分析能力．同时考查了机械效率小于1的原因及实验过程中弹簧测力计对实验结果的影响及影响机械效率大小的因素．