Question

16．某實驗小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數據如表所示，第1、2、3次實驗裝置分別如圖中的甲、乙、丙所示．

次數	鉤碼重 G/N	鉤碼上升 高度h/m	有用功 W有/J	測力計 拉力F/N	測力計移動 距離s/m	總功 W總/J	機械 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）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升．
（2）比較第1次實驗和第2次實驗，可得結論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高．
（3）第3次實驗中所做的有用功是0.4J，機械效率是72.7%．
（4）第3次實驗中動滑輪個數比第2次實驗多，把同一重物提升相同高度對動滑輪所做的額外功增大（選填“增大”或“減小”），因而，由第2、3次實驗可知：滑輪組的機械效率與動滑輪自重大小有關．
（5）綜合上述結論，提高機械效率的方法有增大有用功，減小額外功（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）利用二力平衡的條件可知，只有讓鉤碼勻速上升，此時滑輪對鉤碼的拉力的大小才會等于鉤碼的重力，彈簧測力計的示數才等于拉力的大��；
（2）比較第1次實驗和第2次實驗，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動的距離相同，說明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機械效率不同據此得出結論；
（3）根據W=Gh求出第3次實驗的有用功，根據機械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出效率的大小；
（4）提起的重物相同，升高的距離相同，有用功相同，動滑輪越重，額外功增大，總功增大，機械效率越小．所以滑輪組的機械效率跟動滑輪的重有關；
（5）要解答此題首先要知道機械效率的概念---有用功與總功的比值，要提高機械效率就是要提高有用功在總功中所占的比例，除了增大有用功之外，還可以減小額外功．

解答 解：
（1）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升；
（2）比較第1次實驗和第2次實驗可知，甲乙是同一個滑輪組，甲提起2N的物體，乙提起4N的物體，其他的條件相同，甲的機械效率是74.1%，乙的機械效率是83.3%，所以，使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越高；
（3）第3次實驗中：
有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
機械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.4J}{0.55J}$×100%=72.7%；
（4）由實驗2、3得，有用功相同，總功增大，額外功增大，機械效率降低；所以滑輪組的機械效率跟動滑輪的重有關；
（5）要提高機械效率，除了增大物重以增大有用功之外，還可以減小額外功．有用功一定時，額外功越少，有用功在總功中所占的比例就越大，機械效率就越高．
故答案為：（1）勻速；（2）高；（3）0.4；72.7%；（4）增大；（5）減小．

點評 本題考查了探究影響滑輪組機械效率因素的實驗，要知道物體越重，做的有用功越多，機械效率越高；動滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機械效率越低．