Question

15．如圖所示是小宏同學”測量滑輪組機械效率“的裝置圖．
（1）在測量過程中必須勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高．小宏同學前兩次測量的有關數據如下表，第3次測量的情形如圖所示，請你在表中空白處幫小宏填出本次測得的機械效率．

次數	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力F/N	細線自由端移動的距離s/m	機械效率η/%
1	1	0.1	0.6	0.3	55.6
2	2	0.1	0.9	0.3	74.1
3	3	0.1	1.2	0.3	83.3

（2）分析表中數據可以得出結論：滑輪組的機械效率與提升物體的重有關
（3）小宏計算出上述三個機械效率的平均值，認為它最接近這個滑輪組機械效率的真實值，老師指出小宏的做法是錯誤的，因為滑輪組的機械效率不是一個定值（求平均值無意義）．
（4）請你根據機械效率的相關知識猜想：滑輪組機械效率的大小可能還與動滑輪重（或滑輪組重、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪部件間的摩擦等，說法合理均給分）有關．（只需填一個因素）

Answer 1

分析 （1）在測量過程中必須勻速豎直向上拉動彈簧測力計，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求機械效率；
（2）分析表中數據得出結論；
（3）由（2）可知，滑輪組的機械效率不是一個固定值，多次測量取平均無意義；
（4）用不同的滑輪組，將相同的重物提升同樣的高度，在有用功相同情況下，因W_總=W_有+W_額外，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%，分析影響額定功大小的因素．

解答 解：（1）在測量過程中必須勻速豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，此時測力計的示數才等于拉力的大小；
第3次測量的情形如圖所示，本次測得的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}=\frac{3N×0.1m}{1.2N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（2）由表中數據可知，同一個滑輪組，提升的鉤碼越重，滑輪組的機械效率越大；滑輪組的機械效率與提升物體的重有關；
（3）由（2）知，同一個滑輪組，機械效率隨提升的鉤碼重力的大小不同而發生變化，好滑輪組的機械效率不是一個定值，求平均值無意義．
（4）使用不同的滑輪組，將同一物體提升相同的高度，做的有用功相同，因W_總=W_有+W_額外，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}{+W}_{額外}}$×100%，故在有用功相同的情況下，額外功不同機械效率不同，而額定功與動滑輪的總重、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪部件間的摩擦等均有關系，故滑輪組機械效率的大小可能還與動滑輪重（或滑輪組重、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪部件間的摩擦等，說法合理均給分）有關．
故答案為：（1）勻速； 83.3%； （2）提升物體的重；（3）滑輪組的機械效率不是一個定值（求平均值無意義）；（4）動滑輪重（或滑輪組重、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪部件間的摩擦等，說法合理均給分）．

點評 本題測量滑輪組機械效率，考查實驗注意事項、機械效率的計算、數據的處理能力及影響機械效率大小的因素．