Question

9．小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行實驗，實驗數據如表．

實驗 次數	物重 G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的示數F/N	測力計移動的距離s/cm	機械效率η
1	2	5	0.9	15	74.1%
2	2	10	0.9	30	74.1%
3	4	10	1.7	30	78.4%
4	6	10	2.5	30

（1）分析表中數據，可知滑輪組的機械效率與物體上升的高度無關，與所提物體的重力大小有關；（均選填“有關”或“無關”）
（2）算出第4次實驗的機械效率為80%；
（3）如果換用圖乙所示裝置進行實驗，把同一重物提升相同高度，需要做的額外功更大，所以機械效率更小；（均選填“大”或“小”）
（4）關于用同一滑輪組提升重物時的機械效率，以下說法正確的是A
A．提升越重的物體，機械效率越大
B．有用功越大，機械效率一定越大
C．額外功越大，機械效率一定越小
D．同一機械的機械效率是恒定不變的
（5）在正確操作該實驗時，應該沿著豎直方向勻速拉動彈簧測力計，若某同學在實驗時加速拉動彈簧測力計，則所測得的滑輪組機械效率與正確操作實驗相比將偏小（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）分析1和2數據可知，同一滑輪組提升相同的重物、上升的高度不同時，滑輪組的機械效率相同；分析2和3數據可知同一滑輪組提升不同的重物、上升相同的高度時，滑輪組的機械效率不同，據此得出結論．
（2）滑輪組效率為有用功與總功的比值，有用功為克服物體重力做的功，總功為拉力做的功；把第4次實驗的數據代入求出機械效率．
（3）物體的重力相同，動滑輪的重力越大，機械效率越低．
（4）同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機械效率越高．
（5）要準確的測量對繩端的拉力，應勻速拉動測力計；若加速，則所測拉力偏大．

解答 解：
（1）由1和2可知，同一滑輪組，提升物體的重力不變，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關；由2和3、4可知，滑輪組的機械效率與物體的重力有關；
（2）由表中第4次實驗數據可知，滑輪組效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.5N×0.3m}$×100%=80%；
（3）乙圖動滑輪的個數增多，所以所做額外功更大，有用功不變，因此機械效率降低；
（4）BC沒有注意控制變量，以為機械效率是有用功與總功的比值，所以BC說法錯誤；
同一滑輪組的機械效率與被提升的物種有關，所以D錯誤，A正確．故選A．
（5）若該同學加速拉起測力計，所以所測拉力偏大，總功偏大，所以機械效率偏小．
故答案為：（1）無關；有關；（2）80%；（3）大；小；（4）A；（5）偏小．

點評 滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關，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重力．