Question

15．如图所示，是用来测量滑轮组机械效率的实验装置：
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计．
（2）若钩码总重6N，将其拉升10cm，则有用功为0.6J，弹簧测力计需向上移动30cm．
（3）实验结束后，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其它因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种：
猜想1可能与匀速提升的速度大小有关；
猜想2可能与被提升的钩码重有关；
猜想3可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；
猜想4可能与钩码被提升的高度有关．
小红和小华分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如表：
①请帮助完成小华表中的一项计算，并填入表格中；
②请根据她俩的实验记录．分别写出探究结果．
小红的实验记录：

	钩码重（N）	绳端拉力（N）	机械效率
较小提升速度	4	2.1	63.5%
较大提升速度	4	2.1	63.5%

小华的实验记录：

	钩码重（N）	绳端拉力（N）	机械效率
大致相同的提升速度	4	2.1	63.5%
	8	3.0

小红的探究结果是：同一滑轮组提起相同钩码时，机械效率与提起钩码的速度无关
小华的探究结果是：同一滑轮组提起钩码越重，机械效率越高．

Answer 1

分析 （1）为了方便读数，实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
（2）根据W_有=Gh计算有用功；由图可知通过动滑轮绳子的段数，根据s=nh计算弹簧测力计需向上移动距离；
（3）根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$计算小华第二次实验的机械效率；
由大家提出的猜想滑轮组的机械效率影响可能有多个，由表格数据找到相同的量和不同的理，从而得出结论．

解答 解：
（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数相对稳定，方便读数；
（2）钩码总重6N，将其拉升10cm，则有用功为：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
由图可知通过动滑轮绳子的段数n=3，弹簧测力计需向上移动距离s=nh=3×10cm=30m；
（3）小华的实验记录数据可知，他第二次实验的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{6N}{3×3.0N}$×100%≈66.7%．
各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，
从小红的实验记录可知，提升钩码重相等，提起钩码的速度不同，机械效率相同，由此可得：同一滑轮组提起相同钩码时，机械效率与提起钩码的速度无关；
从小华的实验记录可知，提升速度相同，提起钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可得：同一滑轮组提起钩码越重，机械效率越高．
故答案为：
（1）匀速；（2）0.6；30；（3）同一滑轮组提起相同钩码时，机械效率与提起钩码的速度无关；同一滑轮组提起钩码越重，机械效率越高．

点评 本题考查弹簧测力计的使用和读数、有用功、机械效率的计算以及影响滑轮组机械效率的因素；滑轮组的机械效率与提升物体的物重有关，同一滑轮组，提升物体重力越大，机械效率越大．