Question

17．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1 2 3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．
（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大．

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	有用功W有/J	测力计拉力F/N	测力计移动距离S/m	总功W总/J	机械效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（2）第3次实验中所做的有用功是0.4 J，机械效率是72.7%．
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功增大 （选填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，减小额外功（选填“增大”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）纵向比较第1次实验和第2次实验的数据，找到相同的量和不同的量，分析得出机械效率与变化量的关系；
（2）由表中数据，根据W_有=Gh求有用功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率；
（3）克服动滑轮自重做的额外功：W=G_动h，据此分析；
（4）要解答此题首先要知道机械效率的概念---有用功与总功的比值，要提高机械效率就是要提高有用功在总功中所占的比例，除了增大有用功之外，还可以减小额外功．

解答 解：（1）第1、2 次实验装置分别如图中的甲、乙所示，则使用的滑轮组相同；
纵向比较第1次实验和第2次实验的数据，可得出结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大；
（2）由表中数据可得，第3次实验中所做的有用功：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
此时滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.4J}{0.55J}$×100%≈72.7%；
（3）第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示，
由图可知，第3次实验中动滑轮个数（2个）比第2次（1个）的动滑轮个数多，动滑轮自重增大，克服动滑轮自重所做的额外功W=G_动h增大，所以由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
；
（4）要提高机械效率，除了增大物重以增大有用功之外，还可以减小额外功；则有用功一定时，额外功越少，总功越少，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知，机械效率就越高．
故答案为：（1）大；（2）0.4；72.7%；（3）增大；（4）减小．

点评 本题探究影响滑轮组机械效率因素的实验，考查控制变量法及数据分析归纳结论的能力和提高机械效率的方法．要知道物体越重，做的有用功越多，机械效率越高；动滑轮越多，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低．