题目内容
18．
如图是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮，若使绳端的拉力沿向上的方向（1）请在图中画出该滑轮组的绳子绕法．
（2）完善下列实验步骤：
A．按组装图把实验器材装配好；B．用弹簧秤测量出重物的重力；
C．在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重物和弹簧秤的位置；
D．竖直匀速向上拉弹簧秤，使重物上升一段距离，读出测力计的示数；
E．用刻度尺分别量出物体和测力计移动的距离；F．由测得的数据，求出滑轮组的机械效率．
（3）在这个实验中，若物重4N，重物上升了0.1m，弹簧秤示数为2N，请计算该滑轮组的机械效率η=66.7%．若本实验中没有刻度尺，能（选填“能”或“不能”）测出滑轮组的机械效率，若能测其表达式为η=$\frac{G}{F•n}$（若不能，请写出理由）
（4）你能分析一下效率不是100%的原因吗？请你试着写出两条：没有考虑动滑轮自重、没有考虑绳与滑轮间有摩擦．
分析 （1）若使绳端的拉力沿向上的方向，必须使绳子的股数为3股．
（2）当在用弹簧测力计时，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．
用刻度尺主要测量的就是钩码上升的距离与绳端移动的距离．
（3）根据滑轮组的机械效率公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%；W有用=Gh，而W总=Fs．
（4）任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又不可避免地存在着摩擦等阻力，所以额外功是不可避免的．
解答 解：（1）此时绳端的拉力方向是向上的，如图所示：
（2）为了更加准确的测出拉力的大小，减小实验误差，须竖直匀速拉动弹簧秤，
（3）已知重物上升了10cm，则绳自由端移动的距离为30cm，
由机械效率公式得出：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$≈66.7%．
若本实验中没有刻度尺能测出滑轮组的机械效率，若能测其表达式为η=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F•nh}$=$\frac{G}{F•n}$；
（4）因为机械在运动时都有额外功，如：机械本身的重力及其摩擦等．
故答案为：（1）见上图；
（2）竖直匀速向上；
（3）66.7%；能；η=$\frac{G}{F•n}$；
（4）动滑轮自重；绳与滑轮间有摩擦．
点评 本题不光考查了滑轮组实验中的注意事项，同时也考查了滑轮组的作图及其机械效率的计算．
练习册系列答案
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