Question

19．某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的装置匀速提起钩码，并做了如下实验记录：

钩码重G（N）	钩码上升高度h（m）	测力计拉力F（N）	测力计移动距离s（m）
2	0.1	0.4	0.3

（1）提起钩码的时候，应注意用测力计沿竖直方向拉，使重物做匀速直线运动
（2）如果你对该同学的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于：
总功小于有用功
（3）如图乙是测力计的放大图，结合图甲你会发现导致实验结果违背物理规律的原因，其原因是弹簧测力计的读数错误
（4）纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率为83.3%
（5）小明在该同学实验的基础上，进行了几次增加钩码的测量，计算结果表明，同一个滑轮组，当提升的物重增加时，滑轮组的机械效率会提高，从理论上分析，是因为额外功不变，有用功增多，有用功在总功中所占比例增大．

Answer 1

分析 （1）为了正确测量拉力，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
（2）由于额外功的存在，总功总会大于有用功；
（3）根据图示读出弹簧测力计的示数，找出错误的原因；
（4）读出测力计的示数，根据公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算出机械效率；
（5）同一滑轮组，被提升的物体越重，有用功越多，则有用功在总功中所占比例越大，机械效率越高．

解答 解：（1）提起钩码的时候，应注意用测力计沿竖直方向拉动，使重物做匀速直线运动，此时可准确测出拉力的大小；
（2）由表格中数据知，W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_总=Fs=0.4N×0.3m=0.12J；总功小于有用功，所以不符合物理规律；
（3）由图知，测力计的分度值为0.2N，示数为0.8N，由数据可知，测力计拉力F的读数错误，造成了实验结果违背物理规律；
（4）滑轮组的机械效率应为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）当提升的物重增加时，有用功会增多，同一滑轮组，所做额外功不变，所以有用功在总功中所占比值增大，机械效率提高．
故答案为：（1）竖直；匀速直线；（2）总功小于有用功；（3）弹簧测力计的读数错误；
（4）83.3%；（5）提高；额外功不变，有用功增多，有用功在总功中所占比例增大．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，考查了对机械效率概念的理解及影响滑轮组机械效率的因素，不仅要掌握影响因素，而且要理解原因．