Question

3．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图14所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：

	钩码总重G/N	钩码上升的高度h/m	测力计示数F/N	测力计移动距离s/m	机械效率η
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数：第1次实验测得的机械效率为74%．
（2）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，提高物重可以提高滑轮组的机械效率；
（3）分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低．
（4）分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．
（5）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）在实验中，要正确测量绳端拉力，需竖直向上匀速拉动测力计．
根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$计算出第一次的机械效率；
（2）分析1和2组数据，使用同一滑轮组，鈎码上升的高度相同，鈎码总重不同，根据其可判断出滑轮组的机械效率与被提升物重的关系．
（3）分析1和3组数据，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，第三次动滑轮的个数较多，机械效率较低；
（4）根据物体被提升的高度与效率之间的关系得出结论，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（5）弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则拉力测量偏大，总功偏大，根据公式分析即可．

解答 解：
（1）在测绳端拉力时，需竖直向上匀速拉动测力计．
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%；
（2）分析第1、2次实验，两次所用滑轮组相同，但第2次物重大于第1次物重，机械效率也大于第1次的机械效率，所以可得使用同一滑轮组，提高物重可以提高滑轮组的机械效率．
（3）分析第1、3次实验，两次提升物体的重力相同，第3次实验的动滑轮较重，而机械效率较低，所以可得使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率越低．
（4）第3、4次实验只是改变了物体被提升的高度，机械效率没变，所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．
（5）在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则拉力的测量偏大，总功偏大，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可知，测出的机械效率将变小．
故答案为：（1）匀速；74%；（2）提高物重；（3）越低；（4）无关；（5）变小．

点评 此题是测量滑轮组的机械效率实验，主要考查了有关滑轮组机械效率的计算，以及影响滑轮组机械效率的因素：被提升的物重和动滑轮的重力．被提升的物体越重、动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高．而滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关．