Question

9．小剛同學(xué)測滑輪組機(jī)械效率時(shí)所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G/N	物體上升高度h/m	拉力F/N	繩自由端上升距離s/m	η
1	2	0.1	1.1	0.2
2	4	0.1	2.0	0.3

（1）表中第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有錯誤，改正后計(jì)算出其機(jī)械效率為61%．
（2）根據(jù)另一組正確的數(shù)據(jù)計(jì)算出的機(jī)械效率為67%；比較兩次的機(jī)械效率可以得出的結(jié)論是：同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越大．
（3）實(shí)驗(yàn)中拉動彈簧測力計(jì)時(shí)要注意應(yīng)勻速豎直向上拉（或勻速向上）．
（4）小剛用彈簧測力計(jì)測力時(shí)發(fā)現(xiàn)示數(shù)有忽大忽小現(xiàn)象，引起這種現(xiàn)象的原因是彈簧測力計(jì)沒有做勻速直線運(yùn)動造成的．
（5）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，滑輪組的機(jī)械效率不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）由圖示求出滑輪組承重繩子的有效股數(shù)，然后根據(jù)物體上升的高度求出繩子自由端移動的距離，根據(jù)表中數(shù)據(jù)找出錯誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由功的計(jì)算公式求出有用功與總功，然后由效率公式求出機(jī)械效率．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用機(jī)械效率的公式可計(jì)算第2次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；然后分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得出結(jié)論．
（3）根據(jù)二力平衡知：只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計(jì)，拉力大小不變，彈簧測力計(jì)的示數(shù)才穩(wěn)定．
（4）彈簧測力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定，是因?yàn)榱Σ黄胶�，做的不是做勻速直線運(yùn)動．
彈簧測力計(jì)靜止時(shí)，由于沒有了摩擦，額外功變小，在有用功不變的情況下，機(jī)械效率就會變大；
（5）只要有用功、額外功都不變，機(jī)械效率就不會改變．

解答 解：（1）由圖示可知，滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n=3，由表中數(shù)據(jù)可知，物體上升的高度h=0.1m，
繩子自由端上升的距離s=nh=3×0.1m=0.3m，由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中繩子自由端上升距離錯誤；
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)：有用功W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
總功W_總=Fs=1.1N×0.3m=0.33J，機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.2J}{0.33J}$×100%≈61%；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)的效率η′=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈67%；
根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組所提升的重物越重，機(jī)械效率越大；
（3）根據(jù)二力平衡的要求知，拉動彈簧測力計(jì)時(shí)要豎直勻速拉動，才能保證測量準(zhǔn)確；
（4）用彈簧測力計(jì)測力時(shí)發(fā)現(xiàn)示數(shù)有忽大忽小現(xiàn)象，引起這種現(xiàn)象的原因是做的不是做勻速直線運(yùn)動，力不平衡．
讓彈簧測力計(jì)靜止下來讀數(shù)時(shí)，由于沒有了滑輪與軸及繩子間的摩擦，額外功減小，機(jī)械效率變大．
（5）如果僅改變繞繩的方法，不計(jì)摩擦及繩重時(shí)，額外功不變、有用功不變，則機(jī)械效率也不會改變．
故答案為：（1）61%；（2）67%；同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越大；（3）應(yīng)勻速豎直向上拉（或勻速向上）；（4）彈簧測力計(jì)沒有做勻速直線運(yùn)動；（5）不變．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問題，難度不是很大，熟悉實(shí)驗(yàn)、熟練應(yīng)用基礎(chǔ)知識即可正確解題．