Question

小明用如圖所示器材測滑輪組的機械效率的實驗過程．
（1）在圖上畫出滑輪組最省力的繞線方式．
（2）安裝好實驗器材后，記下鉤碼和拴住彈簧測力計的線端原先的位置，
（3）某同學正確測得鉤碼上升的高度為0.2m，鉤碼重1.5N，其他被測和計算的數據如表：

測量項目名稱	拉力F（N）	拉力通過距離S（m）	有用功W有用（J）	總功W總（J）
測量值	0.6	0.4	0.3	0.24

老師根據小明遞交的實驗數據，發現小明實驗數據中由于有一個測量值出錯導致實驗數據不合理．根據你所學知識，小明實驗數據不合理的地方是

 

，導致這個不合理是由于哪個測量數據錯誤所導致的

 

（寫測量項目名稱），這個測量數據值應該是

 

（寫出合理數值）．
（4）若用上述裝置提起重1.5N的鉤碼，機械效率為η₁；提起重3N的鉤碼，機械效率為η₂，則η₁

 

η₂（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

分析：（1）滑輪組的省力情況取決于承擔物重的繩子的段數，也就是看有幾段繩子連著動滑輪，段數越多越省力；
（3）根據有用功與總功的關系分析不合理之處；根據s=nh求出拉力移動的距離，利用W=FS計算總功的大小；
（4）根據η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

G

G+F額

進行分析．

解答：解：（1）從動滑輪的掛鉤開始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔物重，這就是最省力的繞法．如圖所示：

（3）根據表格中的數據可知，有用功大于總功，因此總功與有用功的大小不合理；
自由端移動的距離：S=3h=3×0.2m=0.6m；
總功：W_總=FS=0.6N×0.6m=0.36J；
（4）裝置相同時，額外力相同，由η=

W有

W總

=

Gh

FS

=

G

G+F額

可知，物重越大，機械效率越大，故η₁＜η₂．
故答案為：（3）有用功大于總功；拉力通過距離和總功；0.6、0.36；＜．

點評：本題考查了滑輪組機械效率的測量實驗，涉及到繩端移動距離和功的計算以及提高滑輪組機械效率的方法，關鍵是根據圖得出滑輪組繩子的有效股數；同時進一步我們應明確一點，就是同一滑輪組的機械效率與它提升的物重有關，物重越大，機械效率越高．