Question

7．某班同学利用如图1所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”以后，进行小交流，下表是各小记录数据：

实验小组	钩码重G（N）	动滑轮G动（N）	拉力F（N）	滑轮组的机械效率η
1	0.5	0.4	0.35	47.6%
2	0.5	0.4	0.38	43.9%
3	1	0.6	0.62	53.8%
4	1	0.8	0.71	46.9%
5	2	0.6	0.98	68.0%
6	2	0.8	1.06	62.9%

（1）实验中影响滑轮组机械效率的主要因素是被提升物体重、动滑轮重．
（2）找出原因：1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮组机械效率却不同，可能的原因是绳重和摩擦（至少答出两点）．
（3）实验拓展：本实验操作时要求竖直向上匀速向上拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数．小明认为不太好操作，于是他在弹簧测力计静止时读出了数据，这样计算出的机械效率将偏大（选填“偏大，偏小，不变”）．
（4）实际应用：要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物．已知每个滑轮重20N，小华想站在地上向下拉绳．他最好选择图2中的c滑轮组来提起重物．请在所选的图中画出正确的绕绳方法．如果实际拉力是280N，则所选滑轮组的机械效率约为95.2%．

Answer 1

分析 （1）滑轮组机械效率的影响因素：动滑轮重及被提升的物体重力；
（2）根据影响滑轮组机械效率的因素进行分析；
（3）在测力计静止时，不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦做功；
（4）站在地面上向下拉绳子来提升物体，根据绳子所能承受的最大拉力，可判断至少用3股绳子来承担，且所需的动滑轮最少，所以只能采用c图所示的滑轮组．在测滑轮组的机械效率中，对重物所做的功为有用功，而拉力F做的功为总功，根据机械效率的公式便可求出此时的机械效率．

解答 解：（1）3、4或5、6数据，被提升物体的重力相同，动滑轮重力越大，机械效率越低；
3、5或4、6数据，动滑轮重力相同，被提升物体越重，机械效率越高；
综上分析可知，影响滑轮组机械效率的主要因素是动滑轮重和被提升物体的重力；
（2）除了动滑轮和物体影响机械效率外，绳重和摩擦也会影响动滑轮的机械效率．
（3）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦做功，所以机械效率应该偏大；
（4）因为需要三条绳子承担物重，并且拉力的方向向下，所以选择图c来提升重物；
绕线方法如图所示：

η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{Gh}{F3h}$×100%=$\frac{G}{3F}$×100%=$\frac{800N}{3×280N}$×100%=95.2%．
故答案为：（1）被提升物体重、动滑轮重；（2）绳重和摩擦；（3）偏大；（4）c；见上图；95.2%．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，考查了影响滑轮组机械效率的影响因素及计算，会设计滑轮组，会熟练应用机械效率的公式，并且会计算机械的效率．