Question

1．在测量滑轮组的机械效率时，小强进行了3次测量，并将数据填入表格．
（1）根据表中的实验数据，画出图中滑轮组的绕绳方法．
（2）为了测量绳子末端的拉力F，应该让弹簧测力计沿竖直方向拉住绳子，当弹簧测力计匀速直线运动（选填“匀速直线运动”或“静止”）时读数．
（3）第3次实验时滑轮组的机械效率为66.7%，其中克服摩擦和绳重所做的功是0.15J
（4）由表中第1、2、3组数据可以得出的结论是：用同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

实验次数	物重 G物/N	动滑轮重G动/N	钩码上升的高度h/m	动力F/N	动力作用点移动的距离s/m	滑轮组的机械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3

Answer 1

分析 （1）由表格数据根据n=$\frac{s}{h}$得到通过动滑轮绳子的段数，由此画出滑轮组的绕绳方法；
（2）实验时应匀速拉动测力计；对比分析匀速直线运动或静止时拉动的区别；
（3）由W_有=Gh计算有用功，由W_总=Fs计算总功，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算机械效率，由W_额=W_总-W_有=W_摩擦绳重+W_滑计算克服摩擦和绳重所做的功；
（4）在分析数据时，要注意机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的，从而得出结论．

解答 解：
（1）由表格中数据知，钩码上升高度h=0.1m，动力作用点移动距离s=0.3m，
所以通过动滑轮绳子的段数n=3，滑轮组的绕绳方法如图所示：
；
（2）为了测量绳子末端的拉力F，应该让弹簧测力计沿竖直方向拉住绳子，
在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体匀速直线运动时读数；
（3）第3次实验所在的有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
做的总功：W_总=Fs=2N×0.3m=0.6J，
所以机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.6J}$×100%≈66.7%；
实验中克服摩擦力、绳重和动滑轮重做功是额外功，
所以克服摩擦和绳重所做的功：W_摩擦绳重=W_额-W_滑=W_总-W_有-G_滑h=0.6J-0.4J-0.5N×0.1m=0.15J；
（4）从实验数据看，钩码上升的高度无变化，所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的，钩码重不断增大，机械效率不断提高．
所以得出的结论是：同一滑轮组，提起物体越重，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）见上图；（2）竖直；匀速直线运动；（3）66.7%；0.15；（4）用同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，主要考查了有用功、总功、额外功、机械效率概念的理解及计算，属基础知识的考查．