Question

9．如图所示，某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中，使用同一滑轮组进行了三次实验．
（1）实验操作过程中，应沿竖直方向拉弹簧测力计，且使钩码匀速上升，在弹簧测力计示数稳定时读数．
（2）通过实验得到的数据如下表．

次数	钩码重G/N	钩码上升高度h/m	有用功V有用/J	测力计拉力F/N	绳自由端移动距离s/m	总功F总/J	机械效率η/%
l	1	0.1	0.1	0.5	0.3	0.15	66.7
2	2	0.1	0.2	0.8	0.3	0.24	83.3
3	3	0.1	0.3	1.1	0.3	0.33

①第三次实验中的机械效率是90.9%．
②分析表中数据可得出初步结论：同一滑轮组提起的物体越重，机械效率越高．
（3）上述实验中若没有刻度尺也能完成实验，说出你的办法．

Answer 1

分析 （1）只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，弹簧测力计的示数是不变的，才能快速准确测出拉力的大小；
（2）①由表格第三次实验数据，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$计算其机械效率；
②由表格数据找到相同的量和不同量，根据控制变量法得出结论；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$分析说明．

解答 解：
（1）在实验操作中应竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，在弹簧测力计示数稳定时再读数；
（2）①由表中第三次实验数据，滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.33J}$×100%≈90.9%；
②根据表格中数据可知，绳子自由端通过距离与钩码上升高度比值都相同，根据s=nh，说明实验所使用的是同一滑轮组，三次实验中钩码越重滑轮组的机械效率越高．
所以可以得出的结论是：同一滑轮组提起的物体越重，机械效率越高；
（3）因为s=nh，
所以滑轮组机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F×3h}$=$\frac{G}{3F}$，所以只用弹簧测力计测出钩码重力G与拉力F，也可以计算出机械效率．
故答案为：（1）匀速；稳定；（2）①90.9；②同一滑轮组提起的物体越重，机械效率越高；（3）根据s=nh，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{F×3h}$=$\frac{G}{3F}$，只用弹簧测力计测出钩码重力G与拉力F可以计算出机械效率．

点评 本题是测滑轮组机械效率的实验，考查了实验注意事项、机械效率的计算、运用控制变量法对数据进行分析等，注意同一滑轮组机械效率跟被提升的物体的重有关．提起物体越重，机械效率越高．