Question

6．如圖所示是“測定滑輪組機械效率”的裝置

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升的高度h/m	拉力F/N	繩自由端移動的距離s/m	機械效率η/%
1	1	0.1	0.6	0.3	55.6
2	2	0.1	0.9	0.3	74.1
3	3	0.1	1.2	0.3	83.3

（1）為了測量繩子自由端的拉力F，應該在彈簧測力計緩慢（填“緩慢”或“快速”）時讀數(shù)．實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，是為了為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功．
（2）完成實驗表格的填寫．
（3）從表中可以得到的結(jié)論是：用滑輪組提升重物時，物體越重，機械效率越高．
（4）小芳對上述三個機械效率取平均值，并認為它是這個滑輪組準確的機械效率．這種做法對嗎？為什么？不對、機械效率和物重有關，不能將提升不同重物的機械效率求平均值．
（5）若利用本實驗的裝置繼續(xù)探究機械效率與所提鉤碼高度的關系，簡述需要進行的主要操作步驟：利用同一滑輪組提升同一物體至不同高度，分別測出機械效率，比較不同高度時的機械效率的大�。�

Answer 1

分析 （1）實驗過程中要緩慢勻速直線拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
要測滑輪組的機械效率，需測出G、h、F、s，根據(jù)公式η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%計算．所以需要測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)確定承擔物重的繩子段數(shù)，根據(jù)s=nh計算出中繩子移動的距離；根據(jù)3的數(shù)據(jù)計算出機械效率的大�。�
（3）滑輪組的機械效率跟物體升高的距離、提升的速度、繞法無關，跟被提升的物體的重有關．提起的物體越重，機械效率越高．
（4）在實驗中，使用的滑輪組相同，但提升的重物不同，使機械效率不同；因此滑輪組的機械效率不是一個固定值，多次測量取平均，無意義．
（5）探究機械效率與所提鉤碼高度的關系，應控制滑輪組、提升重物的重力相同而提升高度不同．

解答 解：
（1）實驗中要豎直緩慢向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功；
（2）由1數(shù)據(jù)知，s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，所以第3組數(shù)據(jù)中，s=3h=3×0.1m=0.3m；
第3組數(shù)據(jù)的效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{3N×0.1m}{1.2N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（3）比較實驗1、2、3可得正確結(jié)論：滑輪組的機械效率跟被提升的物體的重有關．提起貨物越重，機械效率越高．因此，使用同一滑輪組，增加提升的物體的重力，可以提高滑輪組的機械效率．
（4）使用同樣的滑輪組，做的額外功相同；提起的鉤碼越重，做的有用功越多，有用功占總功的比值越大，機械效率越大，由此可知：滑輪組的機械效率與鉤碼重有關；所以小華這種做法不對，因為滑輪組的機械效率不是一個定值，求平均值無意義．
（5）探究機械效率與所提鉤碼高度的關系的實驗步驟為：使用裝置3提升重力相同的鉤碼，使提升鉤碼的高度不同，測出測力計的拉力，然后由效率公式求出滑輪組效率，最后比較滑輪組效率大小，得出結(jié)論．
故答案為：（1）緩慢；為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功；（2）0.3；83.3；（3）用滑輪組提升重物時，物體越重，機械效率越高；
（4）不對；機械效率和物重有關，不能將提升不同重物的機械效率求平均值；（5）利用同一滑輪組提升同一物體至不同高度，分別測出機械效率，比較不同高度時的機械效率的大�。�

點評 本實驗是探究滑輪組機械效率的基本實驗，主要掌握機械效率公式的合理運用和影響機械效率大小的因素分析．要明確：影響機械效率大小的因素主要有三方向，分別是動滑輪的重力、摩擦、繩重，據(jù)此結(jié)合實驗圖可對題目中的考查內(nèi)容做出正確的判斷．