Question

某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图所示．他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s，并将计算出的有用功W_有用、总功W_总和机械效率η数据一并记入下表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W总/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	0.27	★

（1）在实验操作中应竖直向上

匀速

拉动弹簧测力计．表格中数据★=

74.1%

；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是

动滑轮有重力

；
（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是

摩擦力

，使用滑轮组的优点是

可以省力或改变用力的方向

．
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将

变大

（变大/变小/不变）．
（5）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”．你认为这句话是

错误

的（正确/错误）．你是用实验中收集的数据

1、3

两组数据对比分析来判断的．

Answer 1

分析：（1）当弹簧测力计沿竖直方向匀速运动时，拉力做的功转化物体的重力势能，不改变物体的动能．根据表中实验数据，应用效率公式求出滑轮组的效率．
（2）实验1、2的最大不同是滑轮的性质不同，1为定滑轮，2为动滑轮，而动滑轮的重是产生额外功的主要原因之一，据此可进行分析；
（3）实验2、3中虽然承担物重的绳子的段数不同，但这不是影响机械效率的主要原因，这里主要原因应该是滑轮组不同的组成，使摩擦的大小发生了改变，从而影响了机械效率；滑轮组的优点有两个方面，即可以省力，有时也可同时改变用力方向．
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码时，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例变大，滑轮组的机械效率变大．
（5）分析表中实验数据，根据拉力与效率的关系判断答题．

解答：解：（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数．
由表中实验数据可知，第三次实验时滑轮组的机械效率：η₃=

W3有

W3总

×100%=

0.2J

0.27J

×100%≈74.1%；
（2）读图可知，第2次实验中滑轮为动滑轮，因此，由于动滑轮重力的存在，使额外功增加，机械效率降低；
（3）读图可知，第2、3两次实验相比较，滑轮组的绕绳方法不同，使得其摩擦力的大小不同，这是造成其机械效率不同的主要因素；使用滑轮组可以省力，也可以改变用力的方向．
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码时，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例变大，滑轮组的机械效率变大．
（5）由表中1、3两次实验数据可知，第3次实验更省力，但它的机械效率低，由此可知：“机械越省力，它的机械效率越高”的说法是错误的．
故答案为：（1）匀速；74.1%；（2）动滑轮有重力；（3）摩擦力；可以省力或改变用力的方向．（4）变大；（5）错误；1、3．

点评：本实验是探究滑轮组机械效率的基本实验，主要掌握机械效率公式的合理运用和影响机械效率大小的因素分析．要明确：影响机械效率大小的因素主要有三方向，分别是动滑轮的重力、摩擦、绳重，据此结合实验图可对题目中的考查内容做出正确的判断．