Question

18．陳晨同學在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行實驗，實驗數據如下表．（實驗中所用的每個輪子都一樣重）

實驗序號	物重G/N	物體上升高度h/m	測力計、示數F/N	測力計移動的距離s/m	機械效率η
1	2	5	0.9	15
2	2	10	0.9	30	74.1%
3	4	10	1.7	30	78.4%
4	6	10	2.5	30	80.0%

（1）分析表中數據，可知滑輪組的機械效率與所提物體的重力大小有關；（選填“有關”或“無關”）
（2）請用實驗中所測量的量算出第1次實驗的機械效率為74.1%；
（3）如果換用圖乙所示裝置進行實驗，把同一重物提升相同高度，圖甲裝置的機械效率比圖乙大；（選填“大”或“小”）
（4）關于用同一滑輪組提升重物時的機械效率，以下說法正確的是C．
A．額外功越大，機械效率一定越小
B．功率越大，機械效率一定越大
C．提升的物體越重，機械效率越大
D．同一機械的機械效率是恒定不變的
（5）在正確操作該實驗時，應該沿著豎直方向勻速拉動彈簧測力計，若該同學在實驗時加速拉動彈簧測力計，則機械效率的準確值比所測得的值大（選填“大”、“小”或“一樣大”）．

Answer 1

分析 （1）根據控制變量法，使用相同的滑輪組提升同樣的高度，改變物體的重力大小，分析相關數據得出結論；
（2）根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求機械效率；
（3）乙圖動滑輪的個數增多，克服動滑輪自重做額外功更大，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%分析；
（4）逐一分析每個選項，確定正確答案；
（5）實驗時加速拉動彈簧測力計，則測力計示數大于拉力的大小，據此分析．

解答 解：（1）分析表中第2、3、4次實驗數據，使用相同的滑輪組，提升的物體越重，機械效率越高，故滑輪組的機械效率與所提物體的重力大小有關；
（2）根據第1次實驗數據可得，第1次實驗的機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.05m}{0.9N×0.15m}$×100%≈74.1%；
（3）把同一重物提升相同高度，有用功不變；乙圖動滑輪的個數增多，克服動滑輪自重所做額外功增大，總功增大；根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%可知，機械效率減小，即圖甲裝置的機械效率更大．
（4）A．由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$可知，機械效率大小取決于有用功與總功的比值，不是由額外功決定的，故A錯誤；
B．功率越大，表示做功越快，機械效率表示機械性能的好壞，機械效率與功率之間沒有直接聯(lián)系，故B錯誤；
C．同一滑輪組的機械效率與被提升的物重有關，同一滑輪組提升的物體越重，機械效率越大，C正確，D錯誤；
故選C；
（5）在正確操作該實驗時，應該沿著豎直方向勻速拉動彈簧測力計，此時測力計示數等于拉力大��；若該同學在實驗時加速拉動彈簧測力計，測出的拉力偏大，故求出的總功變大，根據η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可知，測得的機械效率偏小，即機械效率的準確值比所測得的值大．
故答案為：（1）有關；（2）74.1%；（3）大；（4）C；（5）大．

點評 本題測滑輪組機械效率，考查控制變量法、數據分析、機械效率的計算和誤差分析．