题目内容

15．如图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置
（1）实验时，用手竖直匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升．
（2）为了测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计缓慢匀速提升（选填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数，第3次实验的拉力读数如图所示，则第3次实验的机械效率为83.3%．
次数钩码重G/N钩码上升的高度h/m拉力F/N绳自由端移动的距离s/m机械效率η
110.10.60.355.6%
220.10.90.374.1%
330.10.3
（3）小华对上述三个机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率．这种做法对吗？为什么？这种做法不对，因为滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义．

分析 （1）由二力平衡的条件可知，只有物体做匀速直线运功时，弹簧测力计的示数和绳子的拉力相等．
（2）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，需使物体上升进行读数；先读出弹簧测力计的示数，然后根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出机械效率；
（3）在实验中，使用的滑轮组相同，但提升的重物不同，使机械效率不同；因此滑轮组的机械效率不是一个固定值，多次测量取平均，无意义．

解答 解：
（1）由二力平衡的条件可知，只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等．
（2）在缓慢提升物体时，还需克服机械摩擦做功，所以为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数；
由图可知，第3次实验弹簧测力计的示数即拉力F=1.2N，
则滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{3N×0.1m}{1.2N×0.3m}$×100%≈83.3%．
（3）使用同样的滑轮组，做的额外功相同；提起的钩码越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，机械效率越大，由此可知：滑轮组的机械效率与钩码重有关；所以小华这种做法不对，因为滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义．
故答案为：（1）竖直；（2）缓慢匀速提升；83.3%；（3）这种做法不对，因为滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义．

点评 本题考查了弹簧测力计的读数和滑轮组机械效率的计算，关键是知道影响滑轮组机械效率的因素和本实验的目的．

练习册系列答案
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