Question

20．某實(shí)驗(yàn)小組在測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	l	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.8	1.6	2.4
繩端移動距離s/m	0.3	0.4
機(jī)械效率η	74.1%	62.5%

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼上升； 
（2）通過表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用乙（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)；
（3）通過第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)越多（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）；
（4）小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次實(shí)驗(yàn)，表中第3次實(shí)驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動距離s=0.3m，機(jī)械效率η=83.3%；
（5）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，增大提升的物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
（6）如采用圖丙裝置，改變動滑輪重，提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖丁的圖象，分析可知：被提升物體所受的重力相同時(shí)，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低，分析圖象中的A點(diǎn)可知，被提升物體所受的重力為3N．（忽略繩重和摩擦）

Answer 1

分析 （1）應(yīng)豎直勻速拉動測力計(jì)，這樣拉力大小不變，彈簧測力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)s=nh確定繩子的股數(shù)，判斷是哪一個(gè)滑輪組；
（3）比較實(shí)驗(yàn)1和2的條件和機(jī)械效率大小，可得出動滑輪個(gè)數(shù)多少對滑輪組機(jī)械效率的影響；
（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出繩子移動的距離，應(yīng)用效率公式求出滑輪組效率；
（5）比較實(shí)驗(yàn)1和3的條件和機(jī)械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機(jī)械效率的影響；
（6）根據(jù)機(jī)械效率與動滑輪重的關(guān)系得出相應(yīng)的結(jié)論；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$即可求出被提升物體所受的重力．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計(jì)，以保證拉力大小恒定；
（2）實(shí)驗(yàn)2中，s₂=0.4m，h₂=0.1m，
所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.4m}{0.1m}$=4，所以實(shí)驗(yàn)2是用乙圖做的實(shí)驗(yàn)；
（3）由表中第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)越多（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低；
（4）由表中第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，繩端移動的距離是鉤碼上升高度的3倍，第三次實(shí)驗(yàn)使用同樣的裝置，則第3次實(shí)驗(yàn)：繩端移動距離s=3h=3×0.1m=0.3m，
機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1和3可知，使用同一滑輪組，增大提升的物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
（6）根據(jù)圖乙可知，被提升物體所受的重力相同時(shí)，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越低；
根據(jù)圖乙可知，當(dāng)動滑輪重為1N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為75%；
據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{G+{G}_{動}}$，
得物重為：G=$\frac{η{G}_{動}}{1-η}$=$\frac{75%×1N}{1-75%}$=3N．
故答案為：（1）勻速；（2）乙；（3）越低；（4）0.3；83.3%；（5）增大提升的物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率；（6）低；3．

點(diǎn)評 在此實(shí)驗(yàn)中，對滑輪組的分析、機(jī)械效率公式的運(yùn)用是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中分別探究了機(jī)械效率高低與動滑輪個(gè)數(shù)、提升物體重力等多個(gè)量的關(guān)系，因此控制變量法的運(yùn)用也十分關(guān)鍵．