题目内容

5．如图所示是某小组“测滑轮组机械效率”的实验．
（1）实验原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%；
（2）实验中应选用的测量工具是弹簧测力计和刻度尺
（3）测量时，必须竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
（4）在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下：（忽略绳重及摩擦）
次数钩码重G/N上升高度h/cm弹簧测力计示数F/N绳端移动距离s/cm
12100.840
25 1.520
a．在以上数据中漏记是实验数据应是5；
b．第一次实验测得滑轮组的机械效率为62.5%，第二次实验时滑轮组的机械效率大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次的机械效率；
c．结论：若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将增大．（选填“增大”、“减小”或“不变”）

分析 （1）机械效率的测量原理：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（2）根据测量原理，实验中需要弹簧测力计测出物体的重力和绳端的拉力，用刻度尺测出物体上升的高度和绳端移动的距离；
（3）利用力的平衡条件，只有匀速拉动弹簧测力计，测力计的示数才等于拉力的大小；
（4）a、根据绳端移动的距离由s=nh得出h的大小；
b、利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第一次和第二次实验测得滑轮组的机械效率，然后比较两者的大小；
c、比较两次实验可知，使用同一滑轮组提升不同的重物时，额外功不变，有用功占总功的比例不同，滑轮组的机械效率不同．

解答 解：
（1）实验原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%；
（2）由实验原理可知，直接测得的物理量是：物重G、绳子自由端拉力F、物体上升高度h、自由端移动距离s，实验中应选用的测量工具是：弹簧测力计、刻度尺；
（3）根据力的平衡可知，只有竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
（4）a、由题意知，滑轮组由4段绳子承担物重，第二组数据s=20cm，所以h=$\frac{1}{4}$×20cm=5cm；
b、η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可知：
第一次实验滑轮组的机械效率η1=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.4m}$×100%=62.5%，
第二次实验滑轮组的机械效率η2=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{5N×0.5m}{1.5N×0.2m}$×100%≈83.3%，
所以η1＜η2；
c、分析第一次和第二次实验数据可知，若仅增加钩码的个数，滑轮组所做的有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例增大，滑轮组的机械效率增大．
故答案为：
（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%；
（2）刻度尺；
（3）竖直向上匀速；
（4）a、5；b、62.5%；大于；c、增大．

点评 本题考查了滑轮组机械效率的测量实验和影响滑轮组机械效率的因素，关键是知道实验的原理和会根据控制变量法分析实验数据得出结论．

练习册系列答案
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（3）实验步骤：
记录数据（请你将表格内容补充完整）
实验次数物体m （g）V （cm3）m/v（g/cm3）
1铝块154202.7
2铝块227102.7
3松木127540.5
4松木210
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