Question

18．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，

（1）实验原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%
（2）实验中操作的要求是应竖直向上、匀速拉动弹簧测力计．
（3）用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表．

次数	钩码重/N	钩码上升 距离/cm	弹簧测力计 示数/N	弹簧测力计 上升距离/cm	机械效率
1	2	10	0.8	30	83.3%
2	4	10	1.5	30
3	6	10		30	90.9%

①第2次实验中提升钩码做的有用功是0.4J，滑轮组的机械效率为88.9%（结果保留一位小数）．
②第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为2.4N．
③分析数据可得结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
④现多次只改变钩码的重力G并测出滑轮组的机械效率η，则η与G的关系可能符合下列图中的B

Answer 1

分析 （1）知道机械效率的概念，掌握机械效率的计算公式：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%；
（2）根据二力平衡的条件可知，应使弹簧测力计沿竖直方向匀速移动；
（3）①分析表格中，根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出第2次实验中滑轮组的机械效率；
②由图丙可知读出拉力大小，进行测力计的读数时，要注意测力计的分度值；
③分析实验数据，知道滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关，物体越重，滑轮组的机械效率越高．
④滑轮组的机械效率随物重的增加而增大．

解答 解：
（1）本实验中要测量滑轮组的机械效率，必须求出有用功和总功，根据公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出其机械效率；
（2）实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时的拉力才等于弹簧测力计的示数；
（3）①第2次实验中，
有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
总功：W_总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J，
机械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{0.4J}{0.45J}$×100%≈88.9%．
②由图知，弹簧测力计的分度值是0.2N，所以测力计的示数是2.4N．
③分析3次实验，随着钩码重力的增加，同一滑轮组的机械效率不断增加，所以，使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高．
④因为滑轮组的机械效率随物重的增加而增大，所以图象B符合η与G的关系．
故答案为：（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%；（2）竖直向上；匀速；（3）①0.4；88.9%；②2.4；③使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；④B．

点评 本题是测量滑轮组机械效率的实验，主要考查了有关滑轮组的有用功、总功、机械效率的计算以及滑轮组的组装；明确有用功和总功，同时知道绳端移动距离与物体上升高度之间的关系是关键；还要注意影响滑轮组机械效率的因素．