Question

11．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示．

次数	钩码中G/N	钩码上升高度h/m	有用功W有/J	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m	总功W总/J	机械效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大．
（3）第3次实验的机械效率是72.7%．
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，把同一重物提升相同高度对动滑轮所做的额外功增大（选填“增大”或“减小”），因而，由第2、3次实验可知，滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关．

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的条件可知，只有让钩码匀速上升，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小；
（2）重物由n段绳子承担，s=nh．
（3）W_有=Gh，W_总=Fs，η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$．
（4）滑轮组的机械效率跟提起的物重，动滑轮的重、绳子的重、摩擦有关．

解答 解：（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）甲乙是同一个滑轮组，甲提起2N的物体，乙提起4N的物体，其他的条件相同，甲的机械效率是74.1%，乙的机械效率是83.3%，所以，使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越大．
（3）W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
W_总=0.55J，
所以η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.55J}$×100%≈72.7%．
（4）η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$，第3次有用功一定，动滑轮越重，额外功越大，机械效率越低．
故答案为：（1）匀速；（2）大；（3）72.7%；（4）增大．

点评 本题考查滑轮组机械效率的实验，要知道滑轮组的机械效率跟提起的物重，动滑轮的重、绳子的重、摩擦有关．跟物体升高的距离，绳子的绕法没关．