Question

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1，2，3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/m	有用功W有用/J	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3
3	4	0.1		1.1	0.5

（1）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越

 

．
（2）第3次实验中所做的有用功是

 

J，机械效率是

 

（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功

 

（选填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与

 

有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，

 

额外功（选填“增大”或“减小”）．

Answer 1

分析：（1）要解决此题，需要掌握被提升的物重对滑轮组机械效率的影响，相同的滑轮组额外功不变，被提升的物体越重，则有用功越多，所以机械效率越高．首先计算出1、2两次的机械效率，然后根据钩码重与效率的关系得出结论．
（2）掌握有用功和机械效率的求法，知道W_有用=Gh；η=

W有用

W总

=

Gh

Fs

．
（3）要解决此题，需要掌握动滑轮的总重对滑轮组机械效率的影响，被提升的物重相同，有用功不变，动滑轮越重，所做的额外功越多，机械效率越低．
（4）需要掌握机械效率的概念，有用功与总功之比，同时要掌握总功为有用功与额外功之和．有用功在其中所占的比值越大，其效率越高．

解答：解：（1）1的效率为η₁=

W有用1

W总1

=

0.2J

0.9N×0.3m

≈74.1%
2的效率为η₂=

W有用2

W总2

=

0.4J

1.6N×0.3m

≈83.3%
1、2两次相比，所用的滑轮组相同，2比1提升的钩码重，从计算解决可以看出，2的效率比1的高．所以可以得出使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：高．
（2）第3次实验中所做的有用功是W_有用=Gh=4N×0.1m=0.4J
机械效率为：η₃=

W有用3

W总3

=

0.4J

1.1N×0.5m

≈72.7%
故答案为：0.4；72.7%．
（3）在此实验中，额外功主要是克服动滑轮重力做的功，动滑轮越重，所做的额外功越多．比较2、3次实验，所提升物体的重力相同，3的动滑轮重大于2的动滑轮重，3的效率低于2的效率．所以可以看出滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关．
故答案为：增大；动滑轮的重．
（4）综合上面实验数据可以看出，在使用滑轮组时，所做的有用功越多、额外功越少，则滑轮组的机械效率越高．
故答案为：减小．

点评：此题是探究滑轮组机械效率的实验，主要考查了有用功、总功、机械效率的计算，首先要掌握各量的概念及计算公式．同时考查了动滑轮重、被提升的物体重对滑轮组机械效率的影响，知道被提升的物体越重、动滑轮的重力越小，则滑轮组的机械效率越高．