Question

15．某同学在测定滑轮机械效率时其装置如图所示：
（1）表中第1次实验的数据有错误，改正后，计算机械效率并填入表中．

实验次数	物重G/N	物体上升的高度h/m	拉力F/N	绳子自由端上升的距离s/m	η
1	2	0.1	1.1	0.2	60.6%
2	4	0.1	2.0	0.3	66.7%

（2）对另一组正确的数据计算出机械效率，并填在表中相应位置，比较两次机械效率可以得出用同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高．
（3）小明发现实验中拉动弹簧测力计时，有忽大忽小变化的现象，因而他采用了让弹簧测力计静止时读数，他测得的机械效率偏大（偏大、准确、偏小）．

Answer 1

分析 （1）重物和动滑轮有三段绳子承担，绳子移动的距离s应是物体升高距离h的3倍．
（2）知道物重G、物体升高的距离h、拉力F、弹簧测力计移动的距离s，利用滑轮组的机械效率计算公式
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%可求出其机械效率．
同样利用机械效率的公式可计算第2次实验的结果；
根据两次提升重物的区别，结合机械效率的大小，可得出相应的结论；
（3）弹簧测力计的示数不稳定，是因为力不平衡，做的不是做匀速直线运动．
弹簧测力计静止时，由于没有了摩擦，测量的拉力变小，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%分析机械效率的变化．

解答 解：
（1）由图可知，n=3；则绳子自由端上升的距离s=nh=3×0.1m=0.3m；
所以，表中第1次实验的数据有错误；
改正后的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{1.1N×0.3m}$×100%≈60.6%；
（2）由表中数据可知，同一滑轮组，第2次实验提升物体重力变大，机械效率也增大，即：用同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高；
（3）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时，系统处于平衡状态，拉力等于测力计的示数；若采用了让弹簧测力计静止时读数，则测力计没有测量出匀速运动时的摩擦力，故拉力的测量值偏小，总功偏小，而有用功不变，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$可知，他测得的机械效率偏大．
故答案为：（1）1；60.6%；（2）用同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高；（3）偏大．

点评 本题测定滑轮机械效率，考查机械效率的计算、控制变量法的运用、数据分析及误差的分析．