Question

20．小华同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图所示．
（1）实验中拉动弹簧测力计时要注意竖直向上匀速拉动．
（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为60.6%．
（3）根据第2次实验计算出的机械效率为66.7%．比较两次的机械效率可以得出结论是：同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越大．

实验次数	物重G/N	物体上升 高度h/m	拉力F/N	绳自由端上升 距离s/m	η
1	2	0.1	1.1	0.2
2	4	0.1	2.0	0.3

Answer 1

分析 （1）根据二力平衡知：只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数才稳定．
（2）由图示求出滑轮组承重绳子的有效股数，然后根据物体上升的高度求出绳子自由端移动的距离，根据表中数据找出错误的实验数据，然后根据表中实验数据由功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出机械效率．
（3）根据表中实验数据，利用机械效率的公式可计算第2次实验的结果；然后分析实验数据，从而得出结论．

解答 解：（1）根据二力平衡的要求知，拉动弹簧测力计时要竖直匀速拉动，才能保证测量准确；
（2）由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，由表中数据可知，物体上升的高度h=0.1m，
绳子自由端上升的距离s=nh=3×0.1m=0.3m，由表中实验数据可知，第一组实验数据中绳子自由端上升距离错误；
由表中实验数据可知，第一次实验时，
有用功：W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
总功：W_总=Fs=1.1N×0.3m=0.33J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.2J}{0.33J}$×100%≈60.6%；
（3）由表中实验数据可知，第二次实验时的效率：
η′=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
根据表中实验数据可知：使用同一滑轮组所提升的重物越重，机械效率越大．
故答案为：（1）竖直向上匀速拉动；（2）60.6%；（3）66.7%；同一滑轮组，物体越重，滑轮组的机械效率越大．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，考查了实验注意事项、实验数据处理等问题，难度不是很大，熟悉实验、熟练应用基础知识即可正确解题．