Question

圖甲是小紅同學測定滑輪組機械效率的實驗圖，進行了三次實驗，數據如下表，請你分析表中信息回答問題：

實驗次數	物重G/N	物體上升高度h/cm	測力計示數F/N	測力計移動距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）表中的記錄，錯誤的一個數據是______．
（2）第一次實驗中滑輪組的機械效率是______．
（3）從表中分析得出滑輪組機械效率與什么無關？
（4）圖乙是小林同學的實驗圖，他多使用一個滑輪的目的為了什么？
（5）若兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，在不考慮繩重和摩擦的情況下，兩滑輪組機械效率的大小有什么關系？

Answer 1

【答案】分析：（1）滑輪組在使用中，動滑輪被幾根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的幾倍；
（2）計算出第一次實驗的有用功和總功，利用效率公式求滑輪組機械效率；
（3）再分別求出第二、三次實驗的機械效率，通過比較得出結論（注意提升的物重相同，改變的是物體被提升的高度）；
（4）由圖可知，小林多添加了一個定滑輪，定滑輪的特點：不能省力，但能改變用力方向；
（5）滑輪組的機械效率與提升的物重、動滑輪重有關，據此分析判斷
解答：解：
（1）動滑輪被3根繩子承擔，拉力移動的距離就是物體和動滑輪移動距離的3倍，因此第2組中17應為15；
（2）第1次實驗中：
W_有用1=Gh=6N×0.03m=0.18J，
W_總1=FS=2.5N×0.09m=0.225J，
η₁=×100%=×100%=80%；
（3）第2次實驗中：
W_有用2=Gh=6N×0.05m=0.3J，
W_總2=FS=2.5N×0.15m=0.375J，
η₂=×100%=×100%=80%；
第3次實驗中：
W_有用3=Gh=6N×0.08m=0.48J，
W_總3=FS=2.5N×0.24m=0.6J，
η₃=×100%=×100%=80%；
由此可見3次測量機械效率相同，因此機械效率與物體上升的高度無關；
（4）他多使用一個滑輪，其作用是改變力的方向；
（5）這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，他們做的有用功相同，額外功也一樣，因此總功相同，所以兩滑輪組的機械效率相同．
故答案：
（1）第2組中的“17”；
（2）80%；
（3）從表中分析得出滑輪組機械效率與物體上升的高度無關；
（4）他多使用一個滑輪的目的為了改變力的方向；
（5）兩人使用的動滑輪的重一樣，兩滑輪組的效率相同．
點評：滑輪組的機械效率與提升的物體重、動滑輪重有關，如果動滑輪重不變，物體越重，機械效率越高；如果物體重不變，動滑輪越重，機械效率越低．
要是考慮繩重和摩擦力的話，繩重和動滑輪重都屬于機械本身重力，摩擦力越大也會使吊起同樣重的物體時使用的拉力越大，使機械效率降低，總的說，滑輪組的機械效率與物體重力、摩擦力、機械本身重力有關．