Question

某同學(xué)在做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中．用如圖1中甲所示的裝置勻速提起重物，并做了如下實(shí)驗(yàn)記錄：

鉤碼重G（N）	鉤碼上升高度（m）	測(cè)力計(jì)拉力F（N）	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s（m）
2	0.1	0.4	0.3

（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上

勻速

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）根據(jù)上表可算出，W_有=

0.2

焦，W_總=

0.12

焦．
對(duì)以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，其不合理之處是

有用功大于總功（或機(jī)械效率大于100%）

；
（3）結(jié)合圖1中的乙你會(huì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不合理的原因是：

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀錯(cuò)了

．
（4）小紅用如圖2所示的滑輪組分別做了三次實(shí)驗(yàn)，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	物重 G/N	物體上升的距離h/cm	彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F/N	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/cm	機(jī)械 效率η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30	40%

①在表中的空格處填上第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率．
②從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：提升同一物體，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率

越低

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)過程中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
（2）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，然后兩個(gè)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，找出不合理之處；
（3）認(rèn)真讀圖可以看出，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值應(yīng)為0.2N，而不是0.1N，這便是造成讀數(shù)錯(cuò)誤的原因；
（4）①根據(jù)η=

W有

W總

=

Gh

Fs

求出在表中的空格處填上第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；
②提升同一個(gè)物體，動(dòng)滑輪越重，額外功在總功中的比值越大，機(jī)械效率越低．

解答：解：
（1）探究滑輪組機(jī)械效率時(shí)，要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力不變，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，方便讀數(shù)；
（2）根據(jù)上表可算出，W_有=Gh=2N×0.1m=0.2J，W_總=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，有用功大于總功（或機(jī)械效率大于100%），實(shí)驗(yàn)結(jié)果不合理；
（3）彈簧測(cè)力計(jì)每一個(gè)大格代表1N，每一個(gè)小格代表0.2N，示數(shù)為0.8N．彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)錯(cuò)誤；
（4）①在表中的空格處填上第三次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η=

W有

W總

=

Gh

Fs

=

3N×0.1m

2.5N×0.3m

=40%；
②滑輪組的機(jī)械效率η′=

W有

W總

=

Gh

(G+G′)h

=

G

G+G′

，同一物體，重力不變，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低．
故答案為：
（1）勻速；0.2；0.12；有用功大于總功（或機(jī)械效率大于100%）；  
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀錯(cuò)了；     
（3）40%；
（4）越低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了二力平衡條件的應(yīng)用和功、機(jī)械效率的計(jì)算，明確總功和有用功、額外功的關(guān)系以及知道影響滑輪組機(jī)械效率的因素是解題的關(guān)鍵．