Question

小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖所示的滑輪組進行了五次實驗，實驗中讀數準確，數據記錄如下表：

實驗 次數	提升速度 v/（m/s）	物重 G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的 示數F/N	測力計移動 的距離s/cm
1	0.1	6	3	2.5	9
2	0.1	6	5	2.7	15
3	0.1	6	8	2.5	24
4	0.2	6	8	2.5	24
5	0.3	6	8	2.5	24

（1）請畫出實驗中所使用滑輪組的繩子繞法；
（2）表中有一個數據的記錄是不合理的，此數據是______；
（3）修正不合理數據后，由表中數據可得，滑輪組的機械效率與______無關；
（4）若仍用此滑輪組提升重為6N的物體，在滑輪的輪軸處加潤滑油，則此滑輪組的機械效率______（選填“增大”、“減小”或“不變”），理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道物體和彈簧測力計移動的距離，求出繩子的段數，根據繩子的段數求出滑輪組的繞法．
（2）繩子末端的拉力跟物體的重力和動滑輪在重力有關，跟物體升高的高度無關．
（3）知道每一次實驗時，鉤碼的重力、鉤碼升高的高度、彈簧測力計的示數、彈簧測力計移動的距離，分別求出求出有用功、總功、機械效率．比較機械效率是否變化，判斷跟哪些因素無關．
（4）滑輪組的機械效率跟提起物體的重、動滑輪的重、繩重、摩擦有關，額外功的變化，判斷機械效率的變化．
解答：解：（1）各次實驗，彈簧測力計移動的距離是物體移動距離的三倍，所以物體和動滑輪有三段繩子承擔，滑輪組繞法如右圖．
（2）繩子末端的拉力跟物體的重力和動滑輪在重力有關，跟物體升高的高度無關．所以只改變物體升高的高度，拉力大小不變．所以第二次測力計示數2.7N是錯誤的．
（3）根據W_有=Gh，W_總=Fs，η=，計算實驗1、2、3、4、5機械效率都是80%，所以滑輪組的機械效率跟物體升高的高度、物體移動的速度都沒有關系．
（4）同一滑輪組，提起6N物體時，在滑輪的輪軸處加潤滑油，減小了額外功，有用功在總功中的比值增大，機械效率提高．
故答案為：（1）如上圖；（2）第二次測力計示數2.7N；（3）提升速度、物體上升的高度；（4）增大；額外功減小，有用功在總功中比值增大，所以機械效率增大．
點評：滑輪組的機械效率跟提起物體的重、動滑輪的重、繩重、摩擦有關，跟繩子的繞法，物體升高的距離，物體移動的速度都沒有關系．