Question

8．小华对同一滑轮组机械效率进行实验探究（如图所示），得到了下表中的数据：

实验次数	1	2	3
钩码重G/N	4	6	8
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8		3
绳端上移距离s/m	0.3		0.3
机械效率η	74%	80%

（1）请将表中数据补充完整．
（2）实验中拉动弹簧测力计时，要注意让弹簧测力计沿着竖直方向做匀速直线运动．
（3）分析比较表中的数据，你认为同一滑轮组机械效率发生变化的主要原因是改变了提起的物体重力．
（4）如果继续增大钩码的重量，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率将变大（“变大”、“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）根据s=nh求出绳端上移的距离，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第二次的拉力和第三次滑轮组的机械效率；
（2）用滑轮组竖直拉动物体时，绳端要竖直向上或向下做匀速直线拉动；
（3）分析表格中数据可知，用同一个滑轮组提升物体时，物重越大，效率越高；
（4）根据（3）的结论可知继续增大钩码的重量时滑轮组机械效率的变化．

解答 解：
（1）由图可知，n=3，
第二次绳子自由端移动的距离s₂=nh=3×0.1m=0.3m；
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可知，
第二次：80%=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$=$\frac{6N×0.1m}{{F}_{2}×0.3m}$，解得F₂=2.5N；
第三次：η=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{8N×0.1m}{3N×0.3m}$×100%≈89%；
（2）实验中拉动弹簧测力计时，要注意让弹簧测力计沿着竖直方向做匀速直线运动；
（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，同一滑轮组，动滑轮的重、绳重、摩擦不变，提起的物体越重，机械效率越高，所以同一滑轮组机械效率发生变化的主要原因是改变提起的物体重；
（4）若仅增加物体的重，有用功增加而额外功不变，有用功与总功的比值变大，该滑轮组的机械效率将增大．
故答案为：（1）2.5；0.3；89%；（2）匀速直线；（3）改变了提起的物体重力；（4）变大．

点评 本题考查了有用功、总功、滑轮组效率的计算，要注意使用滑轮组时，做的额外功不变，增加钩码的重，增大了有用功，则有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大．