Question

19．某學習小組使用幾個相同的滑輪分別進行機械效率的測定，如圖所示．他們將測得鉤碼重G、拉力F、鉤碼上升的高度h、測力計移動的距離s，并將計算出的有用功W_有用、總功W_總和機械效率η數據一并記入如表：

次序	G/N	F/N	h/m	s/m	W有用/J	W總/J	η
1	2	2.1	0.1	0.1	0.2	0.21	95.2%
2	2	1.2	0.1	0.2	0.2	0.24	83.3%
3	2	0.9	0.1	0.3	0.2	①	②

（1）在實驗操作中應 豎直向上拉動彈簧測力計．表格中數據①0.27J，②74.1%；
（2）比較實驗1、2，第2次的機械效率較低，主要原因是有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多；
（3）比較實驗2、3，影響這兩次實驗機械效率不同的主要因素是摩擦力不同，使用滑輪組的優點是既可以省力，又可以改變用力方向．
（4）在實驗3的裝置下再加掛一只相同的鉤碼，裝置的機械效率將變大（變大/變小/不變）．
（5）有的同學認為：“機械越省力，它的機械效率越高”．你認為這句話是錯誤的（正確/錯誤）．

Answer 1

分析 （1）根據W_總=Fs計算總功；根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$求出滑輪組的機械效率；
（2）利用定滑輪只克服摩擦做額外功，利用動滑輪除了要克服摩擦力，還要克服動滑輪的重力，根據圖示分析機械效率低的原因；
（3）使用滑輪組可以省力，有時還能改變力的方向；
（4）提高被提升物體的重力，則增加有用功，機械效率增大；
（5）機械效率是指有用功與總功的比值，機械效率高說明有用功與總功的比值大．

解答 解：
（1）第三次實驗的總功：W_總=Fs=0.9N×0.3m=0.27J；
機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.2J}{0.27J}$×100%≈74.1%；
（2）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關．實驗1、2提起的物重相同、繩重相同，摩擦比較小，實驗1不需要對定滑輪做額外功，實驗2要對動滑輪做額外功，所以有用功相同時，實驗2使用動滑輪做的額外功多，實驗2的機械效率較低；
（3）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關．實驗2、3提起的物重相同，動滑輪相同，繩重相同，摩擦不同，所以影響這兩次試驗機械效率不同的主要原因是摩擦；
使用滑輪組時，由于有動滑輪可以省力，由于有定滑輪可以改變力的方向，所以使用滑輪組時，可以省力，可以改變力的方向．
（4）裝置下再加掛一只相同的鉤碼，額外功不變，有用功增大，裝置的機械效率將增大；
（5）機械效率高說明有用功與總功的比值大，與機械省不省力無關，故此說法錯誤．
故答案為：（1）①0.27；②74.1%；（2）有用功相同時，使用動滑輪做的額外功多；（3）摩擦力不同；省力；改變用力方向；（4）變大；（5）錯誤．

點評 （1）滑輪組的機械效率跟動滑輪的重、繩重、摩擦、提起物體的重有關，跟滑輪組的繞法、物體升高的距離等都沒有關系．
（2）對于滑輪組機械效率的計算問題，首先確定有用功和總功的計算，然后根據公式計算機械效率．