Question

小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如下表．（实验中所用的每个轮子都一样重）

实验序号	物重G/N	物体上升的高度h/cm	测力计的示数F/N	测力计移动的距离s/cm	机械效率η
1	2	5	0.9	15	74.1%
2	2	10	0.9	30	74.1%
3	4	10	1.7	30	78.1%
4	6	10	2.5	30	______

（1）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度______，与所提物体的重力大小______；（均选填“有关”或“无关”）
（2）请用实验中所测量的物理量符号写出计算机械效率的表达式η=______，并算出    第4次实验的机械效率______；
（3）如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更______，所以机械效率更______；（均选填“大”或“小”）

Answer 1

【答案】分析：（1）分析1和2数据可知，同一滑轮组提升相同的重物、上升的高度不同时，滑轮组的机械效率相同；分析2和3数据可知同一滑轮组提升不同的重物、上升相同的高度时，滑轮组的机械效率不同，据此得出结论；
（2）滑轮组效率为有用功与总功的比值，有用功为克服物体重力做的功，总功为拉力做的功；把第4次实验的数据代入求出机械效率；
（3）物体的重力相同，动滑轮的重力越大，机械效率越低．
解答：解：
（1）由1和2可知，同一滑轮组，提升物体的重力不变，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；由2和3可知，滑轮组的机械效率与物体的重力有关；
（2）因有用功为W_有=Gh，总功为W_总=Fs，所以机械效率的表达式η=×100%=×100%；
第4次实验的机械效率为η=×100%==80%．
（3）乙图动滑轮的个数增多，所以所做额外功更大，有用功不变，总功变大，因此机械效率降低．
故答案为：
（1）无关；有关；      
（2）×100%；80%；
（3）大；小．
点评：滑轮组的机械效率和物体重、动滑轮重有关，如果动滑轮重不变，物体越重，机械效率越高；如果物体重不变，动滑轮越重，机械效率越低；要是考虑绳重和摩擦力的话，绳重和动滑轮重都属于机械本身重力，摩擦力越大也会使吊起同样重的物体时使用的拉力越大，使机械效率降低，总的说滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关；要提高机械效率，应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时，最大限度的增加被吊物体重力．