Question

20．某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图．他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W_有用、总功W_总和机械效率η数据一并记入下表：

实验	G/H	F/N	h/m	s/m	W有用/m	W总/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	74.1%

（1）表中数据=74.1%；
（2）比较实验1、2，第二次的机械效率较低，主要原因是有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；
（3）比较实验2、3，影响这两次试验机械效率不同的主要原因是摩擦不同，使用滑轮组的优点是可以省力和可以改变用力方向．
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）由实验可得出的结论是：滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、摩擦、提起物体的重有关．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$计算机械效率；
（2）利用定滑轮只克服摩擦做额外功，利用动滑轮除了要克服摩擦力，还要克服动滑轮的重力，根据图示分析机械效率低的原因；
（3）使用滑轮组可以省力，有时还能改变力的方向；
（4）提高被提升物体的重力，则增加有用功，机械效率增大；
（5）滑轮组的机械效率与被提升的物重、动滑轮重力和摩擦力有关．

解答 解：（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%．
（2）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关．实验1、2提起的物重相同、绳重相同，摩擦比较小，实验1不需要对定滑轮做额外功，实验2要对动滑轮做额外功，所以有用功相同时，实验2使用动滑轮做的额外功多，实验2的机械效率较低．
（3）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关．实验2、3提起的物重相同，动滑轮相同，绳重相同，摩擦不同，所以影响这两次试验机械效率不同的主要原因是摩擦．
使用滑轮组时，由于有动滑轮可以省力，由于有定滑轮可以改变力的方向，所以使用滑轮组时，可以省力，可以改变力的方向．
（4）装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将增大；
（5）由上分析知，滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、摩擦、提起物体的重有关．
故答案为：（1）74.1%；（2）有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；（3）摩擦不同；可以省力和可以改变用力方向；（4）变大；（5）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、摩擦、提起物体的重有关．

点评 （1）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关，跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关系．
（2）对于滑轮组机械效率的计算问题，首先确定有用功和总功的计算，然后根据公式计算机械效率．