Question

陳亮同學做“測定滑輪組機械效率”的實驗記錄情況如下，請仔細閱讀，并回答問題：
①A．裝配一定一動的滑輪組，由三股細繩承擔著動滑輪；
B．記下鉤碼和栓彈簧秤的線端起始位置，然后______拉彈簧秤，讀出拉力的大小，測出鉤碼和拴彈簧秤的線移動的距離；
C．將有關數據填下表并完成計算．
D．實驗記錄：

拉力F/N	鉤碼重G/N	線端移動的距離S/m	鉤碼升起的高度h/m
1.61	3.92	3	1

E．實驗結論：

有用功W有/J	總功W總/J	機械效率η
3.92	4.83	123%

②從實驗結論看，明顯不對之處是______，因為______，其正確結論是______．
③若改用兩動兩定的滑輪來提升原來的重物，則此時滑輪組的機械效率將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）
④本實驗中若沒有刻度尺測高度及繩自由端的距離，則滑輪組的機械效率應按η=______來計算．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用二力的平衡知識可知，只有勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數才等于拉力的大小；
（2）滑輪組的機械效率等于有用功和總功的比值，即η=×100%，由于存在摩擦，滑輪組的機械效率總是小于1；
（3）改用二個動滑輪二個定滑輪來提升原來的重物，提升物體重力不變，動滑輪重力增大了，機械效率減小了；
（4）若沒有刻度尺測高度及繩自由端移動距離，則根據η=×100%=×100%以及S=nh，可以推導出機械效率的計算公式．
解答：解：（1）根據二力平衡知，只有豎直向上勻速直線拉動彈簧測力計時，拉力才等于彈簧測力計的示數；
（2）滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=81.2%，實驗表格中為123%，顯然是計算錯了，原題是用W_總除以W_有；
（3）改用二個動滑輪二個定滑輪來提升原來的重物，提升物體重力不變，動滑輪重力增大了，克服動滑輪重力做的額外功增多了，所以機械效率減小了；
（4）若沒有刻度尺測高度及繩自由端移動距離，則根據η=×100%=×100%以及S=nh，可得機械效率的計算公式為η=×100%．
故答案為：①沿豎直方向勻速拉動；
②η的值；計算η的值時用W_總除以W_有了；81.2%；
③變小；
④η=×100%．
點評：（1）滑輪組做的有用功是提升物體重力做的功，額外功是克服動滑輪重力和繩子重力及摩擦做的功，總功是拉力做的功，機械效率等于有用功和總功的比值；
（2）本題考查了二力平衡條件的應用和滑輪組機械效率的計算，要提高機械效率，應盡量減小摩擦和機械本身重力的同時，最大限度的增加被吊物體的重力．