Question

4．在“探究滑輪組機械效率”的實驗中，某實驗小組采用A、B兩種不同的滑輪組進行試驗（如圖甲所示），發(fā)現(xiàn)了一些實際問題，下表是實驗中的幾組數(shù)據(jù)．

次數(shù)	裝置	物塊重/N	物塊上升高度/m	拉力/N	測力計移動距離/m	總功/J	機械效率η
1	A	0.50	0.2	0.20	0.4	0.08	125%
2	A	1.90	0.2	0.95	0.4	0.38	100%
3	B	0.50	0.2	0.25	0.6
4	B	1.90	0.2	0.75	0.6	0.45	84.4%

（1）實際中機械效率η＜（填“＞”“=”或“＜”）1．通過觀察圖乙和圖丙，手持彈簧測力計在豎直方向時，發(fā)現(xiàn)指針的位置不同，圖乙中指針在零刻度線的下方，圖丙中指針在零刻度線處．
（2）表格中1、2兩次實驗的機械效率分別是125%和100%，原因是：用滑輪組A進行試驗時，彈簧測力計的示數(shù)比細繩實際拉力做的功要小，因此測得的機械效率比實際效率要高．
（3）實驗總結(jié)：在測量滑輪組機械效率的實驗中，考慮彈簧測力計對讀數(shù)的影響，測拉力時，彈簧測力計一般要豎直向上勻速移動，若彈簧測力計倒置時測拉力，要先將指針調(diào)至零刻度線處．
（4）第3次實驗中，通過表格中的數(shù)據(jù)，計算總功為0.15J，機械效率為66.7%．
（5）通過比較第3次和第4次實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體的重力有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）要知道在使用滑輪組時，總要克服額外功，所以有用功總小于總功，所以機械效率總小于1；
由于彈簧測力計的彈簧測力計本身具有重力，所以如果物體的重力太小的話，造成的誤差就會很大；
（2）在分析機械效率大的原因時，關(guān)鍵是從測力計的示數(shù)著手，拉力的誤差會造成總功的誤差．所以如果拉力偏小，則總功偏小，機械效率便會偏大；
（3）要知道豎直向上拉動測力計可以減少測力計本身對拉力的影響；
（4）要解決此題，需要掌握總功、有用功、機械效率的概念．知道W_有用=Gh、W_總=Fs、η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$；
（5）分析表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗控制的量與實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論．

解答 解：
（1）實際中，由于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1；
而在第1、2次實驗中，由表格中數(shù)據(jù)由兩段繩子承擔物重，所以拉力向下，由于測力計外殼本身有重力，所以此時所測拉力偏小，計算出的總功也會偏小，從而造成機械效率偏大甚至大于100%；
（2）因為彈簧測力計本身具有重力，所以當拉力方向豎直向下時，彈簧測力計的重力與測力計示數(shù)之和為繩端的實際拉力．所以所測的拉力比實際的拉力要�。�因此計算的總功偏小，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%，有用功不變，總功偏小，所以測量的機械效率偏高；
（3）由于測力計本身重力的影響，所以向下拉力測力計誤差會很大，所以測力計一般要豎直向上拉動；
（4）W_總3=F₃s₃=0.25N×0.6m=0.15J；η₃=$\frac{{W}_{有3}}{{W}_{總3}}$=$\frac{0.10J}{0.15J}$×100%≈66.7%；
（5）由表中第3、4兩次實驗的實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組相同而提升鉤碼的重力不同，滑輪組機械效率不同，鉤碼重力越大，滑輪組效率越高，由此可得：使用同一滑輪組，提升重物的重力越大，滑輪組效率越高．
故答案為：（1）＜；（2）��；（3）勻速；（4）0.15；66.7%；（5）物體的重力．

點評 此題是測量滑輪組的機械效率．考查了有關(guān)總功、機械效率的計算．同時考查了機械效率小于1的原因及實驗過程中彈簧測力計對實驗結(jié)果的影響．要注意測力計對總功的影響．