Question

6．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙三次实验，实验数据记录如表所示

次数	钩码重/N	钩码上升距离/cm	弹簧测力计示数/N	弹簧测力上升距离/cm	机械效率
甲	2	10	0.8	30	83.3%
乙	4	10	1.5	30	88.9%
丙	6	10	①	30	②

（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高．
（2）表格中编号①处数据应为2.2，编号②处数据应为90.9（保留至0.1%）．
（3）分析数据可得出结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高（选填“高”或“低”）．
（4）若将此滑轮组换一种绕线方法，不计摩擦和绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变（选填“变大”“变小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）在实验中要竖直向上缓慢、匀速拉动测力计．
（2）由图示测力计确定其分度值，读出其示数；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%≈90.9%求出滑轮组的机械效率．
（3）由表中数据，找到相同的量和不同的量，分析得出结论；
（4）在不计摩擦及绳重情况下，有用功就是提升重物所做的功，额外功就是提升动滑轮所做的功，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%进行分析．

解答 解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）由图知，测力计的分度值为0.2N，测力计示数为2.2N；
第3次实验中，滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}=\frac{6N×0.1m}{2.2N×0.3m}$×100%≈90.9%；
（3）实验选用的是同一滑轮组，动滑轮的重力不变；由表中实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关．
（4）若将此滑轮组换一种绕绳方法，动滑轮的重不变，不计摩擦及绳重，故额外功为克服动滑轮自重做的功，
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%可知：
提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变．
故答案为：（1）匀速；（2）2.2；90.9；（3）高；（4）不变．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率，主要考查了有关机械效率的计算、控制变量法的运用及影响滑轮组机械效率的因素．