Question

18．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三次实验，实验数据记录如表：

实验次数	钩码所受的重力G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	绳端移动的距离s/m	机械效率η
1	2	0.05	1.0	0.15	66.7%
2	4	0.05	1.7	0.15	78.4%
3	6	0.05	①	0.15	②

（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高．
（2）表格中编号①处数据应为2.4，编号②处数据应为83.3%．
（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与提升物体的重力有关．
（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变（选填“变大”“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高；
（2）由图中测力计分度值为读数；
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求第3次实验的机械效率；
（3）分析以上实验数据找出相同的量和变化的量，可以得出机械效率与变化量的关系；
（4）不计摩擦及绳重，故额外功为克服动滑轮自重做的功，分别写出有用功和总功的表达式，
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100% 分析．

解答 解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）图中测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，即绳端的拉力F=2.4N；
第3次实验的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%；
故表格中编号①处数据应为2.4，编号②处数据应为83.3%；
（3）分析以上实验数据可以得出如下结论：使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高，滑轮组机械效率主要与提升物体的重力有关；
（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，
则额外功为克服动滑轮自重做的功，即：W_额外=G_动h，
提升相同的物体时，有用功：W_有用=Gh，
总功：W_总=G_动h+Gh，
滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{{G}_{动}h+Gh}$×100%，因G_动、G均不变，故滑轮组的机械效率不变．
故答案为：（1）匀速；（2）2.4；83.3%；（3）提升物体的重力；（4）不变．

点评 本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、测力计读数、机械效率计算、控制变量法的运用、数据分析及影响机械效率大小的因素．