Question

4．在“探究滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用A、B兩種不同的滑輪組進(jìn)行試驗(yàn)（如圖甲所示），發(fā)現(xiàn)了一些實(shí)際問(wèn)題，下表是實(shí)驗(yàn)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(cè)力計(jì)移動(dòng)距離/m	總功/J	機(jī)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(shí)際中機(jī)械效率η＜（填“＞”“=”或“＜”）1．通過(guò)觀察圖乙和圖丙，手持彈簧測(cè)力計(jì)在豎直方向時(shí)，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(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率分別是125%和100%，原因是：用滑輪組A進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比細(xì)繩實(shí)際拉力做的功要小，因此測(cè)得的機(jī)械效率比實(shí)際效率要高．
（3）實(shí)驗(yàn)總結(jié)：在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，考慮彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)讀數(shù)的影響，測(cè)拉力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)一般要豎直向上勻速移動(dòng)，若彈簧測(cè)力計(jì)倒置時(shí)測(cè)拉力，要先將指針調(diào)至零刻度線處．
（4）第3次實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)表格中的數(shù)據(jù)，計(jì)算總功為0.15J，機(jī)械效率為66.7%．
（5）通過(guò)比較第3次和第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)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(shí)，總要克服額外功，所以有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1；
由于彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧測(cè)力計(jì)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(huì)很大；
（2）在分析機(jī)械效率大的原因時(shí)，關(guān)鍵是從測(cè)力計(jì)的示數(shù)著手，拉力的誤差會(huì)造成總功的誤差．所以如果拉力偏小，則總功偏小，機(jī)械效率便會(huì)偏大；
（3）要知道豎直向上拉動(dòng)測(cè)力計(jì)可以減少測(cè)力計(jì)本身對(duì)拉力的影響；
（4）要解決此題，需要掌握總功、有用功、機(jī)械效率的概念．知道W_有用=Gh、W_總=Fs、η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$；
（5）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)際中，由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1；
而在第1、2次實(shí)驗(yàn)中，由表格中數(shù)據(jù)由兩段繩子承擔(dān)物重，所以拉力向下，由于測(cè)力計(jì)外殼本身有重力，所以此時(shí)所測(cè)拉力偏小，計(jì)算出的總功也會(huì)偏小，從而造成機(jī)械效率偏大甚至大于100%；
（2）因?yàn)閺椈蓽y(cè)力計(jì)本身具有重力，所以當(dāng)拉力方向豎直向下時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的重力與測(cè)力計(jì)示數(shù)之和為繩端的實(shí)際拉力．所以所測(cè)的拉力比實(shí)際的拉力要�。�因此計(jì)算的總功偏小，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%，有用功不變，總功偏小，所以測(cè)量的機(jī)械效率偏高；
（3）由于測(cè)力計(jì)本身重力的影響，所以向下拉力測(cè)力計(jì)誤差會(huì)很大，所以測(cè)力計(jì)一般要豎直向上拉動(dòng)；
（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(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(jī)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(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率．考查了有關(guān)總功、機(jī)械效率的計(jì)算．同時(shí)考查了機(jī)械效率小于1的原因及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．要注意測(cè)力計(jì)對(duì)總功的影響．