Question

15．如图所示是小宏同学”测量滑轮组机械效率“的装置图．
（1）在测量过程中必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高．小宏同学前两次测量的有关数据如下表，第3次测量的情形如图所示，请你在表中空白处帮小宏填出本次测得的机械效率．

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/m	拉力F/N	细线自由端移动的距离s/m	机械效率η/%
1	1	0.1	0.6	0.3	55.6
2	2	0.1	0.9	0.3	74.1
3	3	0.1	1.2	0.3	83.3

（2）分析表中数据可以得出结论：滑轮组的机械效率与提升物体的重有关
（3）小宏计算出上述三个机械效率的平均值，认为它最接近这个滑轮组机械效率的真实值，老师指出小宏的做法是错误的，因为滑轮组的机械效率不是一个定值（求平均值无意义）．
（4）请你根据机械效率的相关知识猜想：滑轮组机械效率的大小可能还与动滑轮重（或滑轮组重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等，说法合理均给分）有关．（只需填一个因素）

Answer 1

分析 （1）在测量过程中必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求机械效率；
（2）分析表中数据得出结论；
（3）由（2）可知，滑轮组的机械效率不是一个固定值，多次测量取平均无意义；
（4）用不同的滑轮组，将相同的重物提升同样的高度，在有用功相同情况下，因W_总=W_有+W_额外，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%，分析影响额定功大小的因素．

解答 解：（1）在测量过程中必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时测力计的示数才等于拉力的大小；
第3次测量的情形如图所示，本次测得的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}=\frac{3N×0.1m}{1.2N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）由表中数据可知，同一个滑轮组，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越大；滑轮组的机械效率与提升物体的重有关；
（3）由（2）知，同一个滑轮组，机械效率随提升的钩码重力的大小不同而发生变化，好滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义．
（4）使用不同的滑轮组，将同一物体提升相同的高度，做的有用功相同，因W_总=W_有+W_额外，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}{+W}_{额外}}$×100%，故在有用功相同的情况下，额外功不同机械效率不同，而额定功与动滑轮的总重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等均有关系，故滑轮组机械效率的大小可能还与动滑轮重（或滑轮组重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等，说法合理均给分）有关．
故答案为：（1）匀速； 83.3%； （2）提升物体的重；（3）滑轮组的机械效率不是一个定值（求平均值无意义）；（4）动滑轮重（或滑轮组重、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮部件间的摩擦等，说法合理均给分）．

点评 本题测量滑轮组机械效率，考查实验注意事项、机械效率的计算、数据的处理能力及影响机械效率大小的因素．