Question

小明在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如下表：

物理量 實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼總重 G/N	鉤碼上升的高度h/m	測力計(jì)示數(shù) F/N	測力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械交率 η
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上

勻速

拉動(dòng)彈簧測力計(jì)且在拉動(dòng)過程中讀數(shù)．
（2）第1次實(shí)驗(yàn)測得的機(jī)械效率為

74%

．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），若不計(jì)繩重與摩擦，動(dòng)滑輪重為

1.4

N．
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實(shí)驗(yàn)是用

b

圖做的；第4次實(shí)驗(yàn)是用

c

圖做的．（選填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組

增加物重

可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率

越小

．
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度

無關(guān)

．

Answer 1

分析：（1）在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)向上勻速拉動(dòng)測力計(jì)，這樣才能正確地測出拉力的大小；
（2）根據(jù)η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%計(jì)算出機(jī)械效率的大小；
根據(jù)F=

1

n

（G_物+G_動(dòng)）代入數(shù)據(jù)計(jì)算出G_動(dòng)，要根據(jù)鉤碼上升的高度和測力計(jì)移動(dòng)距離來判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)；
（3）分別根據(jù)鉤碼上升的高度和測力計(jì)移動(dòng)距離來判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，然后得出結(jié)論；
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定變化的量和不變的量，得出提高機(jī)械效率的因素；
分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)增多時(shí)，機(jī)械效率的變化；
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)被提升的高度變化時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是否改變得出結(jié)論．

解答：解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，測繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)且在拉動(dòng)過程中讀數(shù)；
（2）η=

W有用

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

4N×0.1m

1.8N×0.3m

×100%=74%
由表格中數(shù)據(jù)知，h=0.1m，s=0.3m，可知由3段繩子承擔(dān)物重，所以：
F=

1

3

（G_物+G_動(dòng)），則：
G_動(dòng)=3F-G_物=1.8N×3-4N=1.4N；
（3）第二次實(shí)驗(yàn)，h=0.1m，s=0.3m，可知由3段繩子承擔(dān)物重，而被提升的物重為6N，所以是用b滑輪組做的實(shí)驗(yàn)；
第4次實(shí)驗(yàn)，h=0.2m，s=1.0m，可知由5段繩子承擔(dān)物重，而被提升的物重為4N，所以是用c滑輪組做的實(shí)驗(yàn)；
（4）第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用同一滑輪組，被提升的物重越大，機(jī)械效率越高，可知使用同一滑輪組增加物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用不同的滑輪組，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低，可知使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越小；
（5）第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用同一滑輪組提升相同的物重，物體被提升的高度不同，機(jī)械效率相同，可知滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)．
故答案為：（1）勻速；（2）74%；1.4；（3）b；c；（4）增加物重；越小；（5）無關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：此題是測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，考查了繩端拉力的測量，機(jī)械效率的計(jì)算及影響滑輪組機(jī)械效率的因素，在進(jìn)行分析時(shí)，注意控制變量法的應(yīng)用．