Question

同學們在“測量滑輪組的機械效率”時，有兩位同學的實驗過程同學們有異議，請你幫助分析和解決．
（1）一位同學的實驗操作步驟如下：
①用彈簧測力計測出物重G；
②組裝好實驗器材，如圖甲所示，拉動彈簧測力計使物體勻速上升；
③用刻度尺分別測出物體上升的高度h和繩端移動的距離s；
④在物體處于靜止狀態時，讀出彈簧測力計的示數F；
⑤根據公式算出滑輪組的機械效率．
同學們進行交流之后-致認為該同學的實驗步驟存在不合理，請你指出該操作步驟______（只寫出該步驟的序號）；并說明不合理的原因及改進的方法．
（2）另一位同學利用圖甲所示滑輪組勻速提升重物，彈簧測力計的示數如圖乙所示，他記錄了如下數據：

物重G/N	物體上升的高度h/m	測力計示數F/N	測力計移動的距離s/m
2	0.1	0.4	0.3

①同學們對該同學的實驗記錄進行分析，發現他的實驗結果是不符合物理規律的，其表現在：______．
②分析他的實驗過程，會發現導致實驗結果不符合物理規律的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據影響滑輪組機械效率的因素進行解答，即有物重、動滑輪的重、繩重與摩擦．
（2）①計算一下有用功和總功的大小，根據計算結果回答．
②由圖可知因看錯了分度值，讀錯了拉力大小，讀出實際拉力大小．
解答：解：（1）在實驗中影響滑輪組機械效率的因素不光有物重還有動滑輪的重、繩重與摩擦．
所以滑輪轉動時，滑輪與軸之間以及繩與滑輪之間存在摩擦，與靜止狀態彈簧測力計的示數不同；
改進：物體勻速上升時讀彈簧測力計的示數；
（2）①由表中數據知道：
W_有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
W_總=Fs=0.4N×0.3m=0.12J，
W_有用＞W_總，這嚴重的違背了物理規律W_有用＜W_總；
②由圖可知彈簧測力計的示數讀錯，應該是0.8N．
故答案為：（1）④；原因：滑輪轉動時，滑輪與軸之間以及繩與滑輪之間存在摩擦，與靜止狀態彈簧測力計的示數不同；改進：物體勻速上升時讀彈簧測力計的示數；
（2）①數據中的有用功是O.2J，大于總功O.12J，或（有用功大于總功）（機械效率大于1）；
②測力計的示數讀錯了，應改為O.8N．
點評：本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、機械效率的計算方法，涉及到分析影響滑輪組機械效率的因素，屬于難題．