Question

19．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数据一并记入如表：

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	①	②

（1）在实验操作中应 竖直向上拉动弹簧测力计．表格中数据①0.27J，②74.1%；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；
（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不同，使用滑轮组的优点是既可以省力，又可以改变用力方向．
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，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）．

Answer 1

分析 （1）根据W_总=Fs计算总功；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出滑轮组的机械效率；
（2）利用定滑轮只克服摩擦做额外功，利用动滑轮除了要克服摩擦力，还要克服动滑轮的重力，根据图示分析机械效率低的原因；
（3）使用滑轮组可以省力，有时还能改变力的方向；
（4）提高被提升物体的重力，则增加有用功，机械效率增大；
（5）机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大．

解答 解：
（1）第三次实验的总功：W_总=Fs=0.9N×0.3m=0.27J；
机械效率为：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关．实验1、2提起的物重相同、绳重相同，摩擦比较小，实验1不需要对定滑轮做额外功，实验2要对动滑轮做额外功，所以有用功相同时，实验2使用动滑轮做的额外功多，实验2的机械效率较低；
（3）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关．实验2、3提起的物重相同，动滑轮相同，绳重相同，摩擦不同，所以影响这两次试验机械效率不同的主要原因是摩擦；
使用滑轮组时，由于有动滑轮可以省力，由于有定滑轮可以改变力的方向，所以使用滑轮组时，可以省力，可以改变力的方向．
（4）装置下再加挂一只相同的钩码，额外功不变，有用功增大，装置的机械效率将增大；
（5）机械效率高说明有用功与总功的比值大，与机械省不省力无关，故此说法错误．
故答案为：（1）①0.27；②74.1%；（2）有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；（3）摩擦力不同；省力；改变用力方向；（4）变大；（5）错误．

点评 （1）滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳重、摩擦、提起物体的重有关，跟滑轮组的绕法、物体升高的距离等都没有关系．
（2）对于滑轮组机械效率的计算问题，首先确定有用功和总功的计算，然后根据公式计算机械效率．