Question

19．小瑞和小昌同学在准备做“测算滑轮组的机械效率”的实验时：
（1）准备了下列器材：钩码、天平、滑轮组、细绳，还应准备弹簧测力计和刻度尺器材，其中多余的器材是天平．
（2）实验的原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$．
（3）在实验过程中，弹簧测力计应保持向上方向拉，并使钩码做匀速直线运动．
（4）下表是他们小组的同学在用如图所示滑轮组实验时记录的数据：

拉力F（N）	钩码重G（N）	线端提升距离S（m）	钩码上升高度h（m）	W有（J）	W总（J）	效率η（%）
0.5	1.2	0.4	0.2	0.24	0.3

上表中数据肯定有错误的是线端提升距离，该滑轮组的机械效率是80%．
（5）利用该滑轮组来提升重物，要提高机构效率，可行的方法是减小动滑轮重或增大提升物体的重力．

Answer 1

分析 （1）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$来确定所需的测量仪器；
（2）滑轮组机械效率是指有用功与总功之比；
（3）只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，弹簧测力计的示数是不变的，才能快速准确测出拉力的大小；
（4）根据表中实验数据结合图中滑轮组绳子的段数分析答题；根据表中实验数据应用效率公式求出滑轮组效率；
（5）通过减小额外功，增加有用功可以提高滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）由机械效率的概念可知，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可知，实验中要测量G、F及s、h，因此要用到弹簧测力计和刻度尺；其中多余的器材是天平；
（2）根据机械效率的概念可知，实验的原理是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$；
（3）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码做匀速直线运动，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；
（4）由图可知滑轮组承重绳子的有效股数n=3，由表中实验数据可知，物体上升高度为0.2m，测力计移动距离应该是0.6m，而不是0.4m，因此错误的实验数据是：线端提升距离；
由表中实验数据可知，滑轮组的效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.24J}{0.3J}$×100%=80%；
（5）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知，提高滑轮组机械效率的方法是减小额外功，增加有用功，即减小动滑轮重或增大提升物体的重力．
故答案为：（1）弹簧测力计和刻度尺；天平；（2）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$；（3）上；匀速直线；（4）线端提升距离；80%；（5）减小动滑轮重或增大提升物体的重力．

点评 本题考查了实验数据分析、求滑轮组效率等问题，根据图象求出承重绳子的有效股数是正确解题的前提与关键．