Question

在“测滑轮组机械效率”的实验中
（1）图甲是小强实验中的情景，下表是他记录的一组数据．

钩码总重G/N	钩码上升高度h/m	测力计拉力F/N	测力计移动距离s/m
2	0.05	0.4	0.15

①由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1J，人做的总功为______J．
②对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是______；结合弹簧测力计放大图，可知小强的错误是______．
（2）小红在小强实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示．小红多使用一个滑轮，目的是为了改变______．
（3）这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______（选填“相同”或“不相同”），理由是：______．
（4）如果这两位同学用弹簧测力计拉着物体加速上升，测得滑轮组的机械效率将会______（选填“偏高”、“偏低”或“不变”）
（5）如果将重大于2N的钩码挂在图甲中滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在______范围内．

Answer

（1）①据公式W总=Fs可求出人做的总功；②由于额外功不可避免，因此总功一定会大于有用功才合理；重新读取弹簧测力计的示数，注意看清分度值；
（2）增加的滑轮作为定滑轮使用，改变了力的方向；
（3）在额外功、有用功均相同的情况下，机械效率一定相同；
（4）加速运动时，绳端受的是不平衡的力的作用，此时测力计的示数会偏大，进而影响机械效率的结果；
（5）先要判断动滑轮的重，再根据弹簧测力计的最大量程，判断钩码的最大重力，进而计算出滑轮组的最大机械效率．
【解析】
（1）①人做的总功W总=Fs=0.4N×0.15m=0.06J；②总功为0.06J，小于有用功0.1J，这是不合理的；弹簧测力计的分度值为0.2N，故其正确的示数为0.8N，而不是0.4N；
（2）读图乙可知，增加了一个定滑轮后，拉力的作用方向改变了，省力情况不变；
（3）在忽略绳重及摩擦时，滑轮组的额外功来自于动滑轮，比较甲乙两图可知，动滑轮个数相同，提升的重物也相同，因此，它们的机械效率相同；
（4）当弹簧测力计拉着物体加速上升时，此时绳端受的是不平衡的力，测力计的示数大于物体对绳端的拉力，因此，所求得的总功偏大，机械效率会偏低；
（5）当挂2N钩码时滑轮组的机械效率：η1===83.3%，
动滑轮的重：G动=0.8N×3-2N=0.4N，
当绳端拉力达到弹簧测力计的最大称量5N时，钩码的重为：G′=5N×3-0.4N=14.6N，
则滑轮组能达到的最大机械效率为：η2===97.3%，
故这时滑轮组的机械效率应在83.3～97.3%范围内．
故答案为：（1）①0.06； ②总功小于有用功； 测力计读数错误，应为0.8N；  （2）拉力的方向；  （3）相同，动滑轮重力相同，提升重物也相同；
（4）偏低；  （5）83.3～97.3%．