Question

17．在探究“滑轮组的机械效率”的试验中，马刚同学用如图所示的同一滑轮组进行了三次实验，实验记录如表：

序号	速度 （m/s）	钩码总重G（N）	钩码上升高度h（m）	测力计拉力F（N）	测力计移动距离S（m）	机械效率 （%）
1	0.2	2	0.1	0.8	0.3	83.3
2	0.2	3	0.1	1.1	0.3	90.9
3	0.4	2	0.2	0.8	0.6	83.3

（1）将实验序号2、3所对应的机械效率填入相应表格中的空白处．
（2）根据以上实验可得到的结论是：在滑轮组的绕绳子的方式不变时，机械效率与重物提升的速度无关．弹簧测力计的拉力方向应竖直向上，钩码应匀速上升；将图中钩码减少一个，则滑轮组的机械效率将降低．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%分别求机械效率；
（2）比较1、3次数据，找到相同的量和不同的量，分析机械效率与变化量的关系；
探究“滑轮组的机械效率”的试验中，应沿竖直方向匀速向上拉动测力计；
了解增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答 解：（1）根据表中数据，第2次的机械效率：
η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{总2}}$=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$=$\frac{3N×0.1m}{1.1N×0.3m}$×100%≈90.9%；
第3次的机械效率：
η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{总3}}$=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$=$\frac{2N×0.2m}{0.8N×0.6m}$×100%≈83.3%，如下表所示：

序号	速度 （m/s）	钩码总重G（N）	钩码上升高度h（m）	测力计拉力F（N）	测力计移动距离S（m）	机械效率 （%）
1	0.2	2	0.1	0.8	0.3	83.3
2	0.2	3	0.1	1.1	0.3	90.9
3	0.4	2	0.2	0.8	0.6	83.3

（2）由表中1、3实验数据可知，在滑轮组的绕绳方式不变时，机械效率与重物提升的速度无关；
弹簧测力计的拉力方向应竖直向上，钩码应匀速上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
使用的滑轮组不变，则所做的额外功相同，将图中钩码减少一个，被提升钩码的重力变小，有用功减小，则有用功在总功中占的比例减小，故滑轮组的机械效率降低．
故答案为：（1）如上表所示；（2）重物提升的速度；竖直向上；匀速；降低．

点评 本题探究“滑轮组的机械效率”，考查机械效率的计算、控制变量法的运用及影响机械效率的因素．