Question

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图：

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	有用功W有用/J	测力计拉力F/N	测力计移动距离S/m	总功 W总/J	机械效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.8%
3	4	0.1	______	1.1	0.5	0.55	______

（1）第3次实验中所做的有用功是______J，机械效率是______．（结果保留一位小数）
（2）由实验数据分析可知，第1次实验和第______次实验使用的是相同的滑轮组，且可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越______．
（3）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，使滑轮组所做的额外功______（选填“增大”或“减小”），因而由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．
（4）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，______额外功（选填“增大”或“减小”）．
（5）实验小组内有同学认为增大提升物体的速度也能达到增大机械效率的目的，这种说法是______（选填“正确”或“错误”）的．

Answer 1

解：（1）第3次实验中：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
W_总=0.55J，
∴η=×100%=×100%≈72.7%．
（2）比较第1次实验和第2次实验可知，第1次实验提起2N的物体，第2次实验提起4N的物体，其他的条件相同，所以使用的是同一个滑轮组，第1次实验的机械效率是74.1%，第2次实验的机械效率是83.3%，所以，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
（3）由实验2、3得，有用功相同，总功增大，额外功增大，机械效率降低；所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．
（4）要提高机械效率，除了增大物重以增大有用功之外，还可以减小额外功．有用功一定时，额外功越少，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高；
（5）根据实验可知：影响机械效率的因素有：动滑轮的重力和机械之间的摩擦，与物体的运动速度无关，所以增大提升物体的速度也能达到增大机械效率的说法是错误的．
故答案为：（1）0.4；72.7%（2）2；高（大）；（3）增大；（4）减小；（5）错误．
分析：（1）根据W=Gh求出第3次实验的有用功，根据机械效率公式求出效率的大小．
（2）比较第1次实验和第2次实验，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论．
（3）提起的重物相同，升高的距离相同，有用功相同，动滑轮越重，额外功增大，总功增大，机械效率越小．所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．
（4）要解答此题首先要知道机械效率的概念---有用功与总功的比值，要提高机械效率就是要提高有用功在总功中所占的比例，除了增大有用功之外，还可以减小额外功．
（5）从实验可知物体的运动速度没有影响机械效率，所以可以判断同学的说法是否正确．
点评：本题考查了探究影响滑轮组机械效率因素的实验，要知道物体越重，做的有用功越多，机械效率越高；动滑轮越多，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低．