Question

16．某同学用如图所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验，其中一组实验数据记录如下：

钩码重G/N	钩码上升高度h/m	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m
2	0.1	0.4	0.3

（1）请根据图示把表格填写完整．
（2）向上拉弹簧测力计时，应使钩码做匀速运动，从表中数据可知该同学的实验结果是违背规律的，表中的产物数据是0.4，由图更正后，可求得该滑轮组的机械效率为62.5%．
（3）在不改变滑轮组结构，且滑轮与绳子间摩擦不变的情况下．可通过增加物重或减小动滑轮重方法来增大该滑轮组的机械效率．

Answer 1

分析 （1）滑轮组绳子移动的距离与物体上升高度的关系，s=nh，据此解答；
（2）只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，才等于弹簧测力计的示数；测定滑轮组的机械效率，首先要计算有用功、总功．然后根据机械效率公式求出机械效率；弹簧测力计读数：首先确定每一个大格和每一个小格代表的示数，然后进行读数；由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$可求机械效率；
（3）若不考虑绳重、绳子和滑轮之间的摩擦，则额外功为克服动滑轮重力所做的功，根据η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{（G+{G}_{动}）h}$×100%=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$×100%=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{动}}{G}}$×100%分析解答．

解答 解：（1）由图可知，s=3h=3×0.1m=0.3m；
（2）为了使拉力大小不变，更准确地测出拉力的大小，必须匀速拉动弹簧测力计；
W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_总=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，
有用功大于总功是错误的；
弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，拉力大小是0.8N，但是表格中记录的拉力大小是0.4N，所以弹簧测力计读数错误；
此时的机械效率，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{{W}_{有用}}{Fs}$=$\frac{0.2J}{0.8N×0.3m}$×100%=62.5%；
（3）不考虑绳重、绳子和滑轮之间的摩擦，则滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{（G+{G}_{动}）h}$=$\frac{G}{G+{G}_{动}}$=$\frac{1}{1+\frac{{G}_{动}}{G}}$，
当只增加钩码的个数或减小动滑轮的重时，1+$\frac{{G}_{动}}{G}$减小，滑轮组的机械效率增大，用这两种方法增大机械效率．
故答案为：（1）0.3；（2）匀速；0.4；62.5%；（3）增加物重；减小动滑轮重．

点评 本题考查了测量滑轮组机械效率的实验中注意的事项和滑轮组机械效率大小的判断，明白额外功产生的原因是关键．