Question

16．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．

次数	钩码重 G/N	钩码上升 高度h/m	有用功 W有/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	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）比较第1次实验和第2次实验，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高．
（3）第3次实验中所做的有用功是0.4J，机械效率是72.7%．
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，把同一重物提升相同高度对动滑轮所做的额外功增大（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．
（5）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，减小额外功（选填“增大”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的条件可知，只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，弹簧测力计的示数才等于拉力的大小；
（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）根据W=Gh求出第3次实验的有用功，根据机械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出效率的大小；
（4）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；
（5）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．

解答 解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）比较第1次实验和第2次实验可知，甲乙是同一个滑轮组，甲提起2N的物体，乙提起4N的物体，其他的条件相同，甲的机械效率是74.1%，乙的机械效率是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）第3次实验中：
有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.4J}{0.55J}$×100%=72.7%；
（4）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；
（5）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．
故答案为：（1）匀速；（2）高；（3）0.4；72.7%；（4）增大；（5）减小．

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．