Question

某實驗小組測一滑輪組機械效率的數據如下表：

實驗次數	動滑輪重 G動（N）	鉤碼重 G物（N）	鉤碼上升高度 h物（m）	直接將鉤碼舉高做的功 W有用（J）	彈簧測力計的示數 F拉（N）	繩子自由端移動距離 s物（m）	使用滑輪組動力做功 W總（J）	滑輪組的機械效率η（%）
1	0.53	1	0.1	0.1	0.7	0.3	0.21	47.6%
2		2	0.1	0.2	1.1	0.3	0.33
3		4	0.1	0.4	2	0.3	0.6	66.6%

（1）請你在圖中畫出本實驗的繞繩方法．
（2）表格中，第二次實驗的機械效率為______．
（3）用同一滑輪組提升不同重物到同一高度：克服動滑輪的重力所作的功______（選填“相同”或“不同”）；提升的物重增加時，克服摩擦和繩重所作的功變______，滑輪組的機械效率變______．
（4）多次改變提升的物重測量滑輪組的機械效率，目的是______．
A．減小摩擦；     
B．多次測量取平均值；    
C．獲得多組數據歸納出物理規律．

Answer 1

【答案】分析：（1）由表中數據中s與h的關系可知，承擔物重的繩子股數n=3，從動滑輪上面掛鉤向上繞，依次繞過定滑輪、動滑輪即可；
（2）根據表中實驗數據，由效率公式求出滑輪組的效率；
（3）用同一滑輪組，動滑輪重相同，提升相同的高度，根據W_額=G_輪h判斷克服動滑輪的重所做的額外功的大小關系；提升的物重增加時，由表中數據可知有用功、總功增大，二者之差（額外功）增大，而總的額外功等于克服動滑輪的重所做的額外功加上克服摩擦和繩重所做的額外功，所以克服摩擦和繩重所做的額外功變大，滑輪組的機械效率根據表中數據分析；
（4）多次改變提升的物重，是為了探究滑輪組機械效率的高低與提升物重大小的關系，據此判斷．
解答：解：（1）由表中數據知道s=3h，所以承擔物重的繩子股數n=3，從動滑輪上面掛鉤向上依次繞過定滑輪、動滑輪，如圖所示；
（2）由表中實驗數據可知，滑輪組效率η=×100%=×100%≈60.6%；
（3）由題知，用同一滑輪組，動滑輪重相同，提升相同的高度，
∵W_額=G_輪h，
∴克服動滑輪的重所做的額外功相同；
由表中數據可知，提升的物重增加時，有用功增大，總功增大，
∵W_額=W_總-W_有，每一次總功和有用功之差變大，
∴總的額外功變大，
∵總的額外功等于克服動滑輪的重所做的額外功加上克服摩擦和繩重所做的額外功，
∴克服摩擦和繩重所做的額外功變大；
由表中數據可知滑輪組的機械效率變大；
（4）多次改變提升的物重，是為了探究滑輪組機械效率與提升物重大小的關系，總結出規律，故選C；
故答案為：（1）如圖所示；（2）60.6%；（3）相同；大；大；（4）C．
點評：本題考查了如何測定滑輪組的機械效率，并對實驗結果進行評估，提高了學生的實驗探究能力．