Question

小磊班的同學準備用如圖甲所示的實驗裝置測量動滑輪的機械效率．
（1）在實驗操作過程中應______拉動彈簧測力計．
（2）小磊和同組的同學用彈簧測力計拉動繩子自由端，將質量為200g的鉤碼從A位置勻速提升到B位置，同時彈簧測力計從圖中的A'位置勻速豎直上升到B'位置，在這個過程中，彈簧測力計對繩的拉力為F，彈簧測力計的示數如圖乙所示．則彈簧測力計對繩的拉力為F是______N；鉤碼上升的距離是______cm．
（3）實驗后，小磊與小明的小組交流實驗數據如表：

實驗組別	次 數	動滑輪重G/N	拉力F/N	彈簧測力計上升的距離s/m	總功 W總/J	鉤碼重G/N	鉤碼上升 高度h/m	有用功 W有/J	機械效率 η/%
小 磊	1	0.3		0.2	0.24	2	0.1	0.2	83.3
	2	0.3	2.2	0.2	0.44	4	0.1	0.4	90.9
小 明	1	0.3	1.3	0.2	0.26	2	0.1	0.2
	2	0.3	2.3	0.2	0.46	4	0.1	0.4	87.0

請幫助小明計算出第1次實驗中動滑輪的機械效率，并填入表格中．
結合實驗圖和表格中的實驗數據可知，使用動滑輪可以______（選填“省力”、“省距離”或“改變力的方向”）．
通過分析實驗數據，可以得出結論：
使用同樣的動滑輪提升物體時，______，動滑輪的機械效率越高．
（4）兩小組的同學在交流實驗數據時發現：使用同樣的動滑輪，提升相同的重物勻速上升同高度，即有用功相同的情況下，小磊的小組測得的動滑輪機械效率較高．其原因可能是______．

Answer 1

解：（1）實驗中研究的是繩子自由端的拉力，只有彈簧測力勻速拉動時，彈簧測力計的示數才等于繩子的拉力；
故答案為：豎直向上勻速．
（2）①圖中彈簧測力計的分度值是0.2N，指針指在1N下面第1個小格上，因此讀數是1.2N；
②由圖可見鉤碼從0cm提高到10cm，因此鉤碼上升的距離是10cm．
故答案為：1.2；10．
（3）①由表中記錄的數據，小明第1次實驗中W_有用=0.2J，W_總=0.26J，
因此機械效率：η=×100%=×100%=76.9%；
②結合實驗圖和表格中的實驗數據可知，使用動滑輪可以省力；通過分析實驗數據，使用同樣的動滑輪提升物體時，提升的物體越重，機械效率越高．
故答案為：76.9；省力；提升的物體越重．
（4）兩小組的同學在交流實驗數據時發現：使用同樣的動滑輪，提升相同的重物勻速上升同高度，即有用功相同的情況下，小磊的小組測得的動滑輪機械效率較高．造成這種現象的原因很多，例如：實驗過程中滑輪和輪與軸間的摩擦大小不同；測拉力時沒有使測力計勻速上升（或沒有豎直拉動測力計），造成測量的力不準確等．
故答案為：兩組實驗過程中滑輪和輪與軸間的摩擦大小不同；測拉力時沒有使測力計勻速上升（或沒有豎直拉動測力計），造成測量的力不準確等．
分析：（1）由二力平衡的條件可知，只有物體做勻速直線運功時，彈簧測力計的示數和繩子的拉力相等；
（2）彈簧測力計和刻度尺在讀數時要認清分度值，然后根據指針的位置和刻度進行讀數；
（3）①機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%=×100%．
②動滑輪可以省一半的力，但是費距離；同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率越大．
（4）影響滑輪組機械效率的因素有物體重力、動滑輪重力、繩子和滑輪之間的摩擦等．
點評：本題需要注意以下兩點：
（1）熟練掌握機械效率的計算公式：η=×100%=×100%；
（2）影響滑輪組機械效率的因素：物體的重力、動滑輪的重力、繩子和滑輪之間的摩擦力．