Question

小剛同學測滑輪組機械效率時所用的實驗裝置如圖所示．
（1）表中第______次實驗數據有錯誤，改正后計算出其機械效率為______．

（2）根據另一組正確的數據計算出的機械效率為______；比較兩次的機械效率可以
得出的結論是：______．
（3）實驗中拉動彈簧測力計時要注意______．
（4）小剛用彈簧測力計測力時發現示數有忽大忽小現象，引起這種現象的原因是______造成的．為改變這種現象，小剛讓彈簧測力計靜止下來讀數，這樣他測得的機械效率將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（5）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計摩擦及繩重，滑輪組的機械效率______（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）重物和動滑輪有三段繩子承擔，繩子移動的距離s應是物體升高距離h的3倍．
知道物重G、物體升高的距離h、拉力F、彈簧測力計移動的距離s，利用滑輪組的機械效率計算公式η==可求出其機械效率．
（2）同樣利用機械效率的公式可計算第2次實驗的結果；根據兩次提升重物的區別，結合機械效率的大小，可得出相應的結論；
（3）根據二力平衡知：只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數才穩定．
（4）彈簧測力計的示數不穩定，是因為力不平衡，做的不是做勻速直線運動．
彈簧測力計靜止時，由于沒有了摩擦，額外功變小，在有用功不變的情況下，機械效率就會變大；
（5）只要有用功、額外功都不變，機械效率就不會改變．
解答：（1）圖中滑輪組用3段繩子承擔物重，因此第1次實驗中s應為s₁=3h₁=3×0.1m=0.3m，
機械效率為：η₁===60.6%；
（2）第2次實驗的機械效率為：η₂===66.7%；兩次實驗條件唯一的不同是提升的重物不同，物體越重滑輪組的機械效率越高，因此，可總結出：在使用同一滑輪組提升重物時，滑輪組的機械效率與物體的重力有關；
（3）根據二力平衡的要求知，拉動彈簧測力計時要豎直勻速拉動，才能保證測量準確；
（4）用彈簧測力計測力時發現示數有忽大忽小現象，引起這種現象的原因是做的不是做勻速直線運動，力不平衡．
讓彈簧測力計靜止下來讀數時，由于沒有了滑輪與軸及繩子間的摩擦，額外功減小，機械效率變大．
（5）如果僅改變繞繩的方法，額外功不變、有用功不變，則機械效率也不會改變．
故答案為：（1）1；60.6%；（2）66.7%；使用同一滑輪組時，所提升的重物越重，機械效率越高；（3）應勻速豎直向上拉（或勻速向上）；（4）做的不是做勻速直線運動；變大；（5）不變．
點評：此題結合實驗實例考查對滑輪組和機械效率的認識和分析，讓我們養成嚴謹的科學探究精神．