Question

5．在“探究影響滑輪組機械效率的因素”實驗中，小明用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3組實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如表：

次　 數(shù)	鉤碼重/N	鉤碼上升 的距離/cm	彈簧測力計 的示數(shù)/N	彈簧測力計 上升的距離/cm	機械效率
第1次	2	5	1	15	66.7%
第2次	4	5	1.7	15	78.4%
第3次	6	5	/	15	/

（1）在實驗操作中應該使鉤碼沿豎直方向勻速上升；同組的小華發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)時，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，如果將彈簧測力計靜止，再利用公式：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$，通過測算重力、拉力和承擔動滑輪繩子段數(shù)就能得到機械效率．但小明認為如果這樣，測量的結(jié)果將比真正的滑輪組效率高，其原因是沒有考慮摩擦力，導致額外功減少．
（2）進行第3次測量時滑輪組的機械效率約為83.3%（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）實驗中要勻速拉動彈簧測力計，這樣示數(shù)才與拉力相同，并有利于準確讀數(shù)；
當彈簧測力計靜止時，繩子和滑輪之間沒有摩擦力，拉力示數(shù)會變小，有用功在總功中占的比例增大，滑輪組的機械效率偏大．
（2）由丙圖讀出彈簧測力計示數(shù)，由表格第3次數(shù)據(jù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
如讓彈簧測力計靜止時讀數(shù)，則減小了一部分由于摩擦造成的額外功，因此測得的機械效率偏大；
（2）由第3次圖丙可知，彈簧測力計分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；
根據(jù)表格中第3次測量數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%．
故答案為：（1）勻速；高；沒有考慮摩擦力，導致額外功減少；（2）83.3%．

點評 本題考查了實驗注意事項、彈簧測力計讀數(shù)、求滑輪組效率、滑輪組效率分析等問題，屬于常見題型，難度不大；確定承重繩子的股數(shù)是正確作出滑輪組繞法的關(guān)鍵．