Question

13．在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如表：
（1）在表中空白处分别写出总功和机械效率的值；
（2）在如图所示方框中画出滑轮组及绕法；
（3）实验时，应使弹簧测力计做匀速直线运动．小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比偏大（填“偏小”、“偏大”或“相等”）．

钩码重（N）	弹簧测力计读数（N）	钩码移动的距离（m）	弹簧测力计移动的距离（m）	有用功（J）	总功（J）	机械效率
3	1.2	0.1	0.3	0.3

（4）在“测滑轮组机械效率”的实验中，你感到最困难的操作步骤或实验环节是什么？你认为如何解决比较好？

Answer 1

分析 （1）根据表中实验数据，应用W_总=Fs和η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$求出总功和滑轮组的机械效率．
（2）根据钩码移动距离与弹簧测力计移动距离的关系确定滑轮组承重绳子的股数，然后作出滑轮组的绕法．
（3）实验过程中，弹簧测力计要匀速直线运动，弹簧测力计示数稳定，便于读数．
当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大．
（4）从弹簧测力计的匀速运动进行分析．

解答 解：（1）由表中实验数据可知，W_总=Fs=1.2N×0.3N=0.36J；
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.33%．
（2）由表格中的数据可知，弹簧测力计移动的距离是钩码移动距离的3倍，所以此滑轮组由3段绳子承担物重，并且拉力向上．所以此滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，并且从动滑轮绕起．滑轮组如图所示．
（3）实验时，应使弹簧测力计做匀速直线运动；
若在用弹簧测力计静止时进行读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此得出的机械效率与实际值相比偏大．
（4）很难保持弹簧测力计做运动直线运动；还可以让弹簧测力计保持静止状态进行测量．
故答案为：（1）83.33%；（2）如图所示；（3）匀速直线；偏大；（4）很难保持弹簧测力计做运动直线运动；还可以让弹簧测力计保持静止状态进行测量．

点评 本题考查了求滑轮组效率、滑轮组绕法、效率分析等问题，掌握基础知识即可正确解题；确定承重绳子的股数是正确作出滑轮组绕法的关键．