Question

4．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用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）请你对实验记录进行分析，会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于：Gh＞Fs；
（2）图乙是测力计的放大图．你会发现导致实验结果违背物理规律的原因是拉力F读错；
（3）纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率约为83.3%；
（4）若仅减小提升钩码的个数，滑轮组的机械效率将减小（填“增大”、“不变”或“减小”）；
（5）如图丙是某公司的一幅广告宣传画：一个巨大的滑轮组提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”．请你根据实验结论，对这幅宣传画发表自己的评述：使用机械做功，若额外功远大于有用功，机械效率过低，则毫无意义．

Answer 1

分析 （1）要解决此题，需要会计算总功和有用功．知道W_有用=Gh，W_总=Fs．知道在使用滑轮组时需要克服动滑轮的重力和摩擦做额外功，所以总功总小于额外功．通过计算总功和额外功进行实际分析．
（2）在读数前一定要认清测力计的分度值．
（3）根据η=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{总1}}$×100%求机械效率；
（4）若仅减小钩码的个数，即减小物体的力，而额外功不变，有用功变小，根据机械效率等于有用功与总功之比分析；
（5）图中给我们印象最深的应该是一个巨大的动滑轮，提起一个小皮箱，因此，从额外功、有功用的角度对机械效率进行分析．

解答 解：（1）W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J；W_总=Fs=0.4N×0.3m=0.12J．而有用功应小于总功，所以这一点是违背规律的．
（2）从图中可以得知，测力计的分度值是0.2N，所以测力计的读数应为0.8N．而表格中数据是0.4N，所以测力计读数出现了错误．
（3）纠正错误后，可计算该滑轮组的机械效率约为：
η=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{总1}}$=$\frac{Gh}{{F}_{1}s}$=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.3m}$×100%≈83.3%．
（4）若仅减小钩码的个数，即减小物体的力，则额外功不变，有用功变小，有用功在总功中所占的比例变小，机械效率减小．
（5）对巨大的动滑轮所做的功是额外功，只有对小皮箱所做的功才是有用功，可见这一机械的效率是非常低的，也就是说“事无大小，必尽全力”有时候反而是一种浪费．
故答案为：（1）Gh＞Fs；（2）拉力F读错；（3）83.3%；（4）减小；（5）使用机械做功，若额外功远大于有用功，机械效率过低，则毫无意义．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，主要考查了有关滑轮组的有用功、总功、机械效率的计算；一定要知道有用功、总功的求法，掌握机械效率的计算公式，考查了学生解决实际问题的能力．