Question

【题目】物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了 4 次测量，测得数据如下表所示。

次数	钩码所受的重力 G/N	钩码提升高度 h/m	拉力 F/N	绳端移动距离 s/m	机械效率η
1	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	1	0.2	0.7	0.6	47.6%
3	2	0.1	1.1	0.3	60.6%
4	4	0.1	2.0	0.3

(1)实验中应竖直向上______拉弹簧测力计；

(2)第 4 次实验测得的机械效率为______；

(3)比较______两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较 3、4 两次实验数据可知，同一滑轮组，___________越大，机械效率越高，第 4 次拉力做的额外功与第 3 次相比___________(选填“增大”“减小”或“不变”)；

(4)由此可见机械效率提高的原因是______。

Answer 1

【答案】匀速 66.7% 1、2 物重 增大 对于同一滑轮组，增大被提升物体的重力，有用功增大的比例比额外功增大的比例大

【解析】

（1）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定，便于读数。

（2）由表格第4次实验数据，机械效率大小为：

η=W有/W总×100%=Gh/Fs×100%=(4N×0.1m)/(2.0N×0.3m)×100%≈66.7%；

（3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提高高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组提起的物重越大，滑轮组的机械效率越高；根据W额=W总W有=FsGh，W额3=F3sG3h=1.1N×0.3m2N×0.1m=0.13J，W额4=F4sG4h=2.0N×0.3m4N×0.1m=0.2J，所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.07J；

（4）W有3=G3h=2N×0.1m=0.2J，W有4=G4h=4N×0.1m=0.4J，有用功增大了0.2J，由此可知，有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大，即机械效率增大，即对于同一滑轮组，增大被提升物体的重力，有用功增大的比例比额外功增大的比例大。