Question

11．测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图所示．
（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计．
（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为60.6%．

实验次数	物重G/N	物体上升高度h/m	拉力F/N	拉力自由端上升距离s/m	机械效率
1	2	0.1	1.1	0.2
2	4	0.1	2.0	0.3	66.7%

（3）比较两次实验的机械效率可得出结论：同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越高．
（4）改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）小红认为弹簧测力计静止时读数更稳定，老师指出这样操作会导致读数偏小，你认为读数偏小是由于摩擦力减小造成的．

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡的条件分析；
（2）绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系s=nh错误的数据，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求机械效率；
（3）分析表中数据找出相同的量和不同的量，得出结论；
（4）不计摩擦及绳重，额定功的来源是克服动滑轮重做的功，根据有用功和额外功总功的定义和η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$分析大小；
（5）在测量滑轮组的机械效率时，绳端静止和运动时克服摩擦力大小不同．

解答 解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，手对弹簧测力计向上的拉力与绳子自由端对弹簧测力计向下的拉力与是一对平衡力，则弹簧测力计的示数等于绳子自由受到的拉力；
（2）图中绳子的有效段数为n=3，
第1次实验中，物体升高0.1m时，则绳子自由端移动的距离应为：s=nh=3×0.1m=0.3m，
改正后计算其机械效率为：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}=\frac{2N×0.1m}{1.1N×0.3m}$×100%≈60.6%．
（3）比较两次实验的机械效率得出的结论为：同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越高；
（4）不计摩擦及绳重，额定功的来源是克服动滑轮重力做的功，改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，有用功W_有=Gh，W_额外=G_动h，W_总=Gh+G_动h，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh+{G}_{动}h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$可知，滑轮组的机械效率不变；
（5）由于弹簧测力计静止时与运动时，所克服的摩擦力大小不同，所以不能让弹簧测力计静止进行读数；
静止时读数由于摩擦力较小会导致读数偏小．
故答案为：（1）匀速；（2）60.6%；（3）同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越高；（4）不变；（5）摩擦力减小．

点评 本题测滑轮组机械效率，考查注意事项、效率的计算、数据处理及误差分析．