Question

17．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小芳用如图所示的滑轮分别做了3组实验，实验数据记录如下：

序号	钩码重/N	钩码上升的距离/cm	弹簧测力计的示数/N	弹簧测力计上升的距离/cm	机械效率/%
1	2	5	1	15	66.7
2	3	5	1.4	15	71.7
3	4	5		15

（1）在实验操作中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计；
（2）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为1.6N；机械效率约为83.3%（保留三位有效数字）；
（3）分析实验数据，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，增加物重可以提高机械效率；
（4）第①次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为0.24W．

Answer 1

分析 （1）在实验操作中应匀速竖直向上该拉动弹簧测力计；
（2）根据测力计分度值读数；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率；
（3）比较1、2、3数据找出相同的量和不同的量，分析机械效率与变化量的关系；
（4）由v_自=nv_物求绳子移动的速度，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求拉力的功率．

解答 解：（1）在实验操作中应匀速竖直向上该拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力才等于测力计示数；
（2）进行第3次测量时，测力计分度值为0.2N，弹簧测力计示数为1.6N；
机械效率为：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.05m}{1.6N×0.15m}$≈83.3%；
（3）分析实验数据1、2、3，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，增加物重可以提高机械效率；
（4）第①次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，因绳子的有效段数为3，根据s=nh，可知绳子自由端的速度：
v_自=nv_物=3×0.05m/s=0.15m/s，拉力的功率为：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1.6N×0.15m/s=0.24W．
故答案为：（1）匀速竖直向上；（2）1.6；83.3；（3）增加物重；（4）0.24．

点评 本题探究影响滑轮组机械效率的因素，考查注意事项、机械效率的计算、测力计读数、影响机械效率的因素及功率的计算．