Question

4．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了五次实验，实验中读数准确，数据记录如表：

实验 次数	提升速度 v/（m/s）	物重 G/N	物体上升的 高度h/cm	测力计的 示数F/N	测力计移动 的距离s/cm
1	0.1	6	3	2.5	12
2	0.1	6	5	2.7	20
3	0.1	6	8	2.5	32
4	0.2	6	8	2.5	32
5	0.3	6	8	2.5	32

（1）请画出实验中所使用滑轮组的绳子绕法；
（2）表中有一个数据的记录是不合理的，此数据是第二次测力计示数2.7N；
（3）修正不合理数据后，由表中数据可得，滑轮组的机械效率与提升速度、物体上升的高度无关；
（4）若仍用此滑轮组提升重为6N的物体，在滑轮的轮轴处加润滑油，则此滑轮组的机械效率增大（选填“增大”、“减小”或“不变”），理由是额外功减小，有用功在总功中比值增大，所以机械效率增大．

Answer 1

分析 （1）知道物体和弹簧测力计移动的距离，求出绳子的段数，根据绳子的段数求出滑轮组的绕法．
（2）绳子末端的拉力跟物体的重力和动滑轮的重力有关，跟物体升高的高度无关．
（3）知道每一次实验时，钩码的重力、钩码升高的高度、弹簧测力计的示数、弹簧测力计移动的距离，分别求出求出有用功、总功、机械效率．比较机械效率是否变化，判断跟哪些因素无关．
（4）滑轮组的机械效率跟提起物体的重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关，额外功的变化，判断机械效率的变化．

解答 解：（1）各次实验，弹簧测力计移动的距离是物体移动距离的三倍，所以物体和动滑轮有三段绳子承担，滑轮组绕法如图所示：
．
（2）绳子末端的拉力跟物体的重力和动滑轮在重力有关，跟物体升高的高度无关．所以只改变物体升高的高度，拉力大小不变．所以第二次测力计示数2.7N是错误的．
（3）根据W_有=Gh，W_总=Fs，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$，计算实验1、2、3、4、5机械效率都是80%，所以滑轮组的机械效率跟物体升高的高度、物体移动的速度都没有关系．
（4）同一滑轮组，提起6N物体时，在滑轮的轮轴处加润滑油，减小了额外功，有用功在总功中的比值增大，机械效率提高．
故答案为：（1）如上图；（2）第二次测力计示数2.7N；（3）提升速度、物体上升的高度；（4）增大；额外功减小，有用功在总功中比值增大，所以机械效率增大．

点评 滑轮组的机械效率跟提起物体的重、动滑轮的重、绳重、摩擦有关，跟绳子的绕法，物体升高的距离，物体移动的速度都没有关系．