Question

18．小林在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：

物理量 实验次数	钩码总重 G/N	钩码上升的高度h/m	测力计示数 F/N	测力计移动距离s/m	机械交率 η
1	2	0.1	1.0	0.3	66.7%
2	4	0.1	1.8	0.3	74%
3	6	0.1	2.4	0.3	83%

（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
（2）第三次的测力计读数如图示，请将测力计示数和计算出的机械效率填入表格中（结果保留两位有效数字）
（3）分析实验数据可知：使用同一滑轮组，所提升物重增大，机械效率将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）在评估与交流时老师说，不用测出钩砝移动的距离也能算出滑轮组的机械效率．如果用同样的滑轮组做实验，此时的钩码重为G，拉力的示数为F，则滑轮组的机械效率的表达式是η=$\frac{G}{nF}$．
（5）滑轮组的机械效率除了与物重有关外，还可能与动滑轮的重力大小有关．（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）在使用弹簧测力计时，只有匀速竖直拉动，才能保证其示数与拉力相等，而且读数也更准确；
（2）由图读出第3次实验测力计示数，机械效率公式计算其机械效率；
（3）分析三次实验数据，找到不变量和变化的量，总结结论；
（4）由实验滑轮组装置图可知通过动滑轮绳子的段数，根据机械效率公式推导滑轮组的机械效率的表达式；
（5）利用机械效率公式分析，影响机械效率的大小的因素关键是额外功．

解答 解：
（1）实验时，应将弹簧测力计竖直向上匀速拉动，这样既便于读数，根据二力平衡，这时的示数也更准确；
（2）由图弹簧测力计分度值0.2N，示数为匀速；
第3次实验的机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83%；
（3）由三次实验数据，使用同一个滑轮组，提起钩码越重，滑轮组的机械效率越高；
（4）由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，所以s=3h，
钩码重为G，拉力的示数为F，则滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$；
（5）滑轮组的机械效率可能还与动滑轮的重力大小、绳子与滑轮之间的摩擦力的大小有关．
故答案为：（1）匀速；（2）2.4；83%；（3）增大；（4）η=$\frac{G}{nF}$；（5）动滑轮的重力大小．

点评 本题测量滑轮组机械效率的实验，考查了实验注意事项、弹簧测力计读数、机械效率的计算以及影响因素的理解，都是常考问题要掌握好．