Question

17．小雪和小红在“测轮组机械效率”的实验中一起组装好如图所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．
（1）小红匀速向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N，同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

钩码重（N）	弹簧测力计提升的高度（m）	有用功（J）	总功（J）	机械效率
2	0.4	0.2	0.2	100%

（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，她们意识到出现了错误，请你帮助找出原因弹簧测力计提升高度计算错误．
（3）该滑轮组的机械效率实际为80%．
（4）若提升的钩码重增加到4N，则该滑轮组的机械效率将变大．

Answer 1

分析 （1）利用二力的平衡，只有竖直方向匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）根据机械效率的概念η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%分析G、h、F、s是否出现问题，分析出承担物重的绳子段数，根据s=nh判断s是否正确．
（3）将正确的数据代入公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%即可．
（4）掌握滑轮组机械效率与物重的关系，同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高．

解答 解：（1）根据二力平衡知，只有竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计时，拉力才等于弹簧测力计的示数；
（2）由图知，此滑轮组由5段绳子承担物重，所以s=5h=5×0.1m=0.5m，
而表格中数据为0.4m，所以弹簧测力计提升的高度出现了错误．
（3）该滑轮组的实际机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{0.5N×0.5m}$×100%=80%
（4）若被提升的物重变大，由于同一滑轮组，额外功不变，有用功变大，所以有用功在总功中所占的比值变大，机械效率变大．
故答案为：（1）匀速；（2）弹簧测力计提升的高度错误；（3）80%；（4）变大．

点评 此题是“测定滑轮组机械效率”的实验，本题考查了二力平衡的应用和滑轮组机械效率的计算，关键是根据滑轮组得出绳子的有效股数．