Question

8．物理興趣小組在測量滑輪組機械效率實驗中，利用如圖所示的滑輪組進行了4次測量，測得數(shù)據(jù)如表所示．

次數(shù)	鉤碼所受的重力G/N	鉤碼提升高度h/m	拉力F/N	繩端移動距離s/m	機械效率η
1	1	0.1	0.7	0.3	47.6%
2	1	0.2	0.7	0.6	47.6%
3	2	0.1	1.1	0.3
4	4	0.1	2.0	0.3	66.7%

（1）實驗中應(yīng)盡量豎直勻速向上拉動彈簧測力計；
（2）第3次實驗測量的機械效率為60.6%；
（3）比較1、2兩次實驗，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)：同一滑輪組的機械效率與重物被提升高度無關(guān)，比較第1、4次實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重越大，機械效率越高．第4次拉力做的額外功與第3次相比增大（選填“增大”、“減小”或“不變”），由此可見機械效率提高的原因是增大了物重．

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第3次實驗測量的機械效率；
（3）①分析1、2兩次實驗數(shù)據(jù)得出同一滑輪組的機械效率與重物被提升高度的關(guān)系；
②利用控制變量法分析1、4次實驗數(shù)據(jù)得出影響滑輪組機械效率的因素；
③根據(jù)W_額=W_總-W_有=Fs-Gh計算3、4兩次實驗的額外功的大小，從而分析提高機械效率辦法．

解答 解：（1）實驗中應(yīng)該豎直向上勻速拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定，便于讀數(shù)；
（2）第3次實驗測量的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{1.1N×0.3m}$×100%≈60.6%；
（3）①分析1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可知，提升物體的重力不變，改變物體提升的高度，滑輪組的機械效率相等，故可得結(jié)論：同一滑輪組的機械效率與重物被提升高度無關(guān)；
②分析1、4兩次實驗數(shù)據(jù)可知，提升物體的重力不同，而提升的高度相同，滑輪組的機械效率不同，且物體重力越大，滑輪組的機械效率越大，故可得結(jié)論：同一滑輪組，物重越大，機械效率越高；
③由W_額=W_總-W_有=Fs-Gh可得，3、4兩次實驗的額外功分別為：
W_額3=F₃s-G₃h=1.1N×0.3m-2N×0.1m=0.13J，W_額4=F₄s-G₄h=2.0N×0.3m-4N×0.1m=0.2J，
所以第4次拉力做的額外功與第3次相比增大了0.07J；
W_有3=G₃h=2N×0.1m=0.2J，W_有4=G₄h=4N×0.1m=0.4J，有用功增大了0.2J．
由此可知，有用功增加比額外功增加多得多，從而使有用功占總功的比值變大，即機械效率增大．
故答案為：
（1）豎直；
（2）60.6；
（3）無關(guān)；物重；增大；增大了物重．

點評 本題考查了探究影響滑輪組機械效率因素的實驗，要注意滑輪組的機械效率跟提起的物重、動滑輪的重、繩子的重、摩擦有關(guān)，跟物體升高的距離，繩子的繞法無關(guān)．