Question

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，第1、2、3 次实验装置分别如下图中的所示，记录的数据如下表：

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	有用功 W 有/J	测力计拉力 F/N	测力计移动距离s/m	总功 W总/J	机械效率 h
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	l.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1．l	0.5	0.55

（1）实验过程中，必须竖直向上______提起弹簧测力计；本实验需要的测量工具是______和______．
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，______，可以提高滑轮组的机械效率．
（3）第3次实验中所做的有用功是______J，机械效率是______．
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功______（选填“增加”或“减小”）．因而，由第2、3 次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关
（5）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，______额外功（选填“增大”或“减小”）．

Answer 1

解：（1）①实验过程中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时根据二力平衡的条件可知，弹簧测力计的示数和拉力的大小相等；
②测量滑轮组的机械效率需要测量物体的重力G、物体上升的高度h、绳端拉力F、绳端移动的距离s．所以需要用到弹簧测力计和刻度尺．
（2）比较第1次实验和第2次实验可知，使用的是同一个滑轮组，第一次提起2N的物体，第二次提起4N的物体，其他的条件相同，第一次的机械效率是74.1%，第二次的机械效率是83.3%，所以，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．
（3）第3次实验中：
W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
W_总=0.55J，
∴η==≈72.7%．
（4）由实验2、3得，有用功相同，总功增大，额外功增大，机械效率降低；所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．
（5）综合上述结论，提高机械效率的方法有增大有用功，减小额外功．
故答案为：（1）匀速；弹簧测力计；刻度尺；（2）提起的钩码越重；（3）0.4；7.7%；（4）增加；（4）减小．
分析：（1）根据二力平衡的条件可知，只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等；根据滑轮组的机械效率η==确定本实验需要的测量工具．
（2）比较第1次实验和第2次实验，钩码升高的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一装置，所做的额外功相同，提起的重物不同，机械效率不同据此得出结论．
（3）根据W=Gh求出第3次实验的有用功，根据机械效率公式求出效率的大小．
（4）提起的重物相同，升高的距离相同，有用功相同，动滑轮越重，额外功增大，总功增大，机械效率越小．所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．
（5）综合上述结论，即可得出提高滑轮组机械效率的方法．
点评：本题考查了探究影响滑轮组机械效率因素的实验，要知道物体越重，做的有用功越多，机械效率越高；动滑轮越多，所做的额外功越多，滑轮组的机械效率越低．