Question

8．小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图所示．
（1）表中第1次实验数据有错误，错误的数据是0.2．
（2）根据第2次正确的数据计算出的机械效率为66.7%；比较两次的机械效率可以得出的结论是：同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越大．

实验 次数	物重G/N	物体上升 高度h/m	拉力F/N	绳自由端上升 距离s/m	η
1	2	0.1	1.1	0.2
2	4	0.1	2.0	0.3

（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh可知绳端移动的距离，据此判断表中第1次实验错误的数据；
（2）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出两次滑轮组的机械效率，然后分析数据得出结论；
（3）不计摩擦及绳重，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%得出滑轮组的机械效率的表达式，然后得出结论．

解答 解：（1）由图可知，n=3，则物体上升0.1m时，绳自由端上升距离：
s=nh=3×0.1m=0.3m，
所以，表中第1次实验错误的数据为0.2；
（2）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可得，两次滑轮组的机械效率：
η₁=$\frac{{G}_{1}h}{{F}_{1}s}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{1.1N×0.3m}$×100%≈60.6%，η₂=$\frac{{G}_{2}h}{{F}_{2}s}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2.0N×0.3m}$×100%≈66.7%，
由此结合表格数据可知，同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越大；
（3）不计摩擦及绳重，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，
则滑轮组的机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{动}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%，
由此可知，滑轮组的机械效率与滑轮组绕绳方法无关，即将此滑轮组换一种绕绳方法，滑轮组的机械效率不变．
故答案为：（1）0.2；（2）66.7%；同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越大；（3）不变．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，涉及到实验数据处理等问题，难度不是很大，熟悉实验、熟练应用基础知识即可正确解题．