Question

7．在“再探动滑轮”的活动中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下：

实验序号	钩码重G/N	拉力F/N	钩码上升高度h/cm	绳端移动距离S/cm
①	1.0	0.7	10	20
②	2.0	1.2	10	20
③	3.0	1.7	10	20

（1）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升（选填“保持静止”或“匀速上升”）
（2）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是动滑轮有重力．
（3）第①次实验中，拉力所做的额外功是0.04J，动滑轮的机械效率为71.4%．
（4）由表中实验数据计算推知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）在实验中，为了正确测出拉力的大小，应拉动弹簧测力计竖直向上匀速上升．
（2）根据F=$\frac{1}{2}$（G_动+G_物）进行分析；
（3）利用W_有=Gh求出有用功，利用W_总=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$求出动滑轮的机械效率；
（4）由表中实验数据分析，机械效率的变化和物重变化的关系．

解答 解：
（1）在实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计的示数．
（2）由于动滑轮有重力，由F=$\frac{1}{2}$（G_动+G_物）=$\frac{1}{2}$G_动+$\frac{1}{2}$G_物，可知拉力大于物体重力的一半；
（3）根据第①次实验数据可知，W_有=Gh=1N×0.1m=0.1J，
W_总=Fs=0.7N×0.2m=0.14J，
额外功为：W_额=W_总-W_有用=0.14J-0.1J=0.04J，
机械效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.1J}{0.14J}$×100%═71.4%；
（4）根据表格数据可得，
第②次的机械效率：η₂=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{S}_{2}}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{1.2N×0.2m}$×100%≈83.3%，
第③次的机械效率：η₃=$\frac{{G}_{3}{h}_{3}}{{F}_{3}{s}_{3}}$×100%=$\frac{3N×0.1m}{1.7N×0.2m}$×100%≈88.2%，
根据三次的机械效率及物重的变化可得：同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大．
故答案为：（1）匀速上升；（2）动滑轮有重力；（3）0.04；71.4%；（4）增大．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率，首先要熟练掌握机械效率的公式，会利用公式进行计算；同时考查了影响机械效率大小的因素及有关功率的计算，注意公式的推导．