Question

5．在“探究动滑轮的机械效率”时，某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下：

实验序号	1	2	3
钩码重（N）	4	4	6
动滑轮重（N）	0.5	0.9	0.5
拉力（N）	2.3	2.5	3.3
钩码上升高度（m）	0.2	0.2	0.2
测力计移动距离（m）	0.4	0.4	0.4
有用功（J）	0.8	0.8	1.2
总功（J）	0.92	1.0	1.32
机械效率（%）	87.0	76.9

（1）实验时，要竖直匀速向上拉动弹簧测力计；（2）计算表格中第3次数据的机械效率为90.9%（计算结果与其他结果保留的小数位一致）；
（3）通过比较1、2（填实验序号）两次实验数据，可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关（填“有关”或“无关”）．
（4）小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”，通过比较1、3（填实验序号）两次实验数据，可知他的观点是错误的（填“正确”或“错误”），其原因：在忽略绳重和摩擦的条件下，用同一个机械做功时额外功不变，有用功增大时，额外功占总功的比值会变大，所以机械效率会变大．

Answer 1

分析 （1）实验时，要竖直匀速向上拉动弹簧测力计；
（2）根据效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率；
（3）研究动滑轮的机械效率与动滑轮的自重的关系时，要控制提升物体的重相同，只改变动滑的重力大小，据此分析；
（4）通过比较1、3两次实验数据，可知他的观点是错误的，在忽略绳重和摩擦的条件下，额外功的来源是克服动滑自重做功，由机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{{G}_{物}h}{{G}_{动}h{+G}_{物}h}=\frac{{G}_{物}}{{G}_{动}{+G}_{物}}$×100%分析讨论．

解答 解：（1）实验时，要竖直匀速向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；（2）计算表格中第3次数据的机械效率为η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=≈90.9%；
（3）研究动滑轮的机械效率与动滑轮的自重的关系时；要控制提升物体的重相同，只改变动滑的重力大小，故通过过比较1、2（填实验序号）两次实验数据，可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关；
（4）通过比较1、3两次实验数据可知，使用相同的滑组，提升物体越重，机械效率越大；
故小明认为“同一个机械，它的机械效率是一个定值”的观点是错误的，有用功：
W_有用=G_物h，
其原因：在忽略绳重和摩擦的条件下，额外功的来源是克服动滑自重做功，W_有用=G_物h，W_额外=G_动h，
W_总=G_动h+G_物h，机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{{G}_{物}h}{{G}_{动}h{+G}_{物}h}=\frac{{G}_{物}}{{G}_{动}{+G}_{物}}$=$\frac{1}{\frac{{G}_{动}}{{G}_{物}}+1}$×100%，由此可知，在G_动不变的情况下，当G_物增大时，机械效率增大，额外功不变，有用功增大时，额外功占总功的比值会变大，所以机械效率会变大．
故答案为：（1）竖直匀速；（2）90.9%；（3）1、2；有关；（4）1、3；错误；额外功不变，有用功增大时，额外功占总功的比值会变大，所以机械效率会变大．

点评 本题探究动滑轮的机械效率，考查注意事项、机械效率的计算、控制变量法的运用及数据分析能和影响机械效率大小的因素．