Question

8．在“測滑輪組機械效率”的實驗中，小強先用彈簧測力計測出鉤碼重力G，按圖甲所示組裝好器材，拉動彈簧測力計使鉤碼上升，用刻度尺分別測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s，在物體靜止時讀出拉力的大小F，該表是他記錄的一組數據．

鉤碼總重 G（N）	鉤碼上升 高度h（m）	測力計拉 力F（N）	測力計移 動距離s（m）
2	0.05	0.4	0.15

（1）該實驗的實驗原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$．
（2）小強由表中數據計算出滑輪組的機械效率后，發現其中存在不合理之處是，其不合理之處是W_有＞W_總；結合圖甲彈簧測力計放大圖，可知小強的錯誤是進行測力計的讀數時，讀數錯誤．
（3）同組的小華多用了一個相同的滑輪組成了圖乙所示的滑輪組來提升相同的鉤碼時，發現更省力，那么用小華的方法測出的機械效率比小強的將偏小（選填“偏大”，“偏小”，“不變”），其原因是相同有用功時，對動滑輪做的額外功多了（不計繩重和摩擦）．

Answer 1

分析 （1）根據機械效率的概念，測量的原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$；
（2）在使用機械時，總要克服一些不必要的摩擦和機械本身重做額外功，所以總功總大于有用功；
在進行測力計的讀數時，應注意測力計的分度值；
（3）提升相同的物重，則做的有用功不變，影響機械效率的大小的因素一個關鍵是額外功，根據額外功產生的原因進行解答．

解答 解：
（1）實驗原理是：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$；
（2）滑輪組的有用功和總功為：W_有=Gh=2N×0.05m=0.1J；W_總=Fs=0.4N×0.15m=0.06J；
W_有＞W_總；這是不合理的；
由圖知，彈簧測力計的分度值為0.2N，所以測力計的讀數應為0.8N，而不是0.4N；
所以錯誤原因是：進行測力計的讀數時，讀數錯誤；
（3）由圖乙知，小華的實驗中動滑輪的個數多，做的額外功更多，在有用功相同時，機械效率會更低．
故答案為：
（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$；（2）W_有＞W_總；進行測力計的讀數時，讀錯分度值；（3）偏小；相同有用功時，對動滑輪做的額外功多了．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率實驗，考查了實驗中應注意的問題，有用功、總功的計算，測力計的讀數，同時考查了影響機械效率的因素．