Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進(jìn)行了四次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示．

序號	鉤碼重 G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計 的示數(shù)F/N	彈簧測力計移動的距離S/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1	40
3	2	6	0.6	30
4	2	7	0.6	32

（1）在表格的空格處，填上合適的數(shù)據(jù)．
（2）在如圖中用筆畫線代替細(xì)繩組裝滑輪組．
（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率為

66.7%

．
（4）表中有一個數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，錯誤的數(shù)據(jù)是

32cm

，分析表中數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與

鉤碼上升高度

無關(guān)．
（5）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時滑輪組的機械效率應(yīng)在

66.7%～72.7%

范圍內(nèi)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)第1次物體上升的高度和繩子自由端移動的距離來判斷繩子的段數(shù)，即s=nh，從而求出第2次實驗彈簧測力計移動的距離；
（2）n=5是奇數(shù)，根據(jù)“動奇定偶”可知從動滑輪的掛鉤開始繞線；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=

W有用

W總

求出第1次和第2次實驗測得滑輪組的機械效率；
（4）根據(jù)s=nh可知第4次實驗中的彈簧測力計移動的距離測量錯誤；分析表中數(shù)據(jù)可以得出：滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)；
（5）使用滑輪組時增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機械效率變大．

解答：解：（1）由表格中第1次數(shù)據(jù)可知，
繩子的段數(shù)n=

s1

h1

=

25cm

5cm

=5，
第2次繩子自由端移動的距離：
s₂=5h₂=5×8cm=40cm．
（2）n=5是奇數(shù)，從動滑輪的掛鉤開始依次繞線，如下圖所示：

（3）第1次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₁=

W有用

W總

=

G1h1

F1s

=

G1h1

F15h1

=

G1

F1×5

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
第2次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₂=

W有用

W總

=

G2h2

F25h2

=

G2

F2×5

=

4N

5×1.1N

≈72.7%；
（4）根據(jù)s=nh可知第4次實驗中的彈簧測力計移動的距離測量錯誤，應(yīng)該為s₄=5h₄=5×7cm=35cm；
第3次實驗測得滑輪組的機械效率：
η₃=

W有用

W總

=

G3

F3×5

=

2N

5×0.6N

≈66.7%；
分析表中第1次和第3次實驗數(shù)據(jù)可以看出，雖然兩次實驗中提升鉤碼的高度不同，但是其機械效率是相同的，由此得出：滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度無關(guān)；
（5）通過實驗數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)：使用同一個滑輪組時，增加鉤碼的重，機械效率會變大；
3N在2N、4N之間，因此機械效率也在66.7%～72.7%之間．
故答案為：（1）40；（2）見上圖；（3）66.7%；（4）32cm；鉤碼上升高度；（5）66.7%～72.7%．

點評：（1）本題考查了有用功、總功、機械效率的計算，以及滑輪組的連接，關(guān)鍵是滑輪組繩子有效段數(shù)的確定和知道影響滑輪組機械效率的因素；
（2）在繞線時，繞法取決于繩子的段數(shù)，當(dāng)繩子的段數(shù)為奇數(shù)時，從動滑輪的掛鉤開始繞線；當(dāng)段數(shù)為偶數(shù)時，從定滑輪的掛鉤開始繞線，簡稱“奇動偶定”．