Question

19．某实验小组要探究影响滑轮组的机械效率的因素的实验装置如图所示，实验数据如表，第1，2，3次实验分别采用甲乙丙图装置实验，实验中用弹簧测力计以相同的速度匀速拉动，若不计摩擦和绳重，回答下列问题：

物理量 次数	钩码重G/N	钩码上升 高度h/m	绳端拉力F/N	绳端移动距离s/m	机械 效率 η
1	4	0.1	1.8	0.3	74%
2	4	0.1	1.4	0.4	71.4%
3	6	0.1	2.4	0.3	83%

（1）在第一次实验中，发现F＞$\frac{G}{3}$，产生这种现象的原因是绳重和摩擦力的存在
（2）表格中有以数据有明显的测量错误，导致机械效率计算出错，将它更正后，机械效率应该为57.1%
（3）依据更正后的数据，比较1和2两次的实验数据，可以得到的结论是提升物重相同，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．

Answer 1

分析 （1）不计绳重和摩擦，F=$\frac{1}{n}$（G+G动）；
（2）确定三个滑轮组s与h的关系，分析得出结论；
（3）分析1、2两次实验的不同之处，根据机械效率的变化得出结论．

解答 解：（1）由图甲知，滑轮组由3段绳子承担物重，若不计绳重和机械摩擦，则F=$\frac{G}{3}$，但绳重和摩擦力是确实存在的，所以F＞$\frac{G}{3}$；
（2）图乙，滑轮组由5段绳子承担物重，所以绳子移动距离应为s=5h=5×0.1m=0.5m，表格中的数据0.4m错误；
则机械效率应为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.4N×0.5m}$×100%≈57.1%；
（3）1、2两组数据，被提升的高度和钩码重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，且动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
故答案为：（1）绳重和摩擦力的存在；（2）57.1%；（3）提升物重相同，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．

点评 此题是测力计滑轮组机械效率的实验，考查了对额外功存在的理解，机械效率的计算及对实验数据的分析，注意控制变量法在实验中的应用．