Question

3．小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置
如圖1所示，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N，測(cè)得的數(shù)據(jù)
如表：

物理量 實(shí)驗(yàn)次數(shù)]	鉤碼總重G/N	鉤碼上升的高度h/m	測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離S/m	機(jī)械效率η
1	4	0.1	1.8	0.3	74%
2	6	0.1		0.3
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量繩端拉力F 時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中讀數(shù)．
（2）第2次實(shí)驗(yàn)中拉力大小如圖2所示，則拉力大小為2.4N；測(cè)得的機(jī)械效率為83%．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實(shí)驗(yàn)是用b圖做的；第4次實(shí)驗(yàn)是用c圖做的．（選填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，增加物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越低（選填“越高”或“越低”）．
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，要正確測(cè)量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)．
（2）根據(jù)圖示測(cè)力計(jì)確定其分度值，然后讀出其示數(shù)；由功的計(jì)算公式求出有用功與總功，然后由效率公式求出滑輪組效率．
（3）根據(jù)鉤碼上升高度與測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離間的關(guān)系，求出承重繩子的股數(shù)，然后確定所選用的裝置．
（4）分析1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，分析1、3次實(shí)驗(yàn)，確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)對(duì)機(jī)械效率的影響．
（5）分析3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后得出滑輪組機(jī)械效率與物體被提升高度之間的關(guān)系．

解答 解：（1）在測(cè)繩端拉力時(shí)，需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)．
（2）由圖示測(cè)力計(jì)可知，其分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第2次實(shí)驗(yàn)，有用功W_有用=Gh=6N×0.1m=0.6J，總功W_總=Fs=2.4N×0.3m=0.72J，
滑輪組效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.6J}{0.72J}$×100%≈83%；
（3）由數(shù)據(jù)知第2次實(shí)驗(yàn)中，s為h的3倍，所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，且鉤碼重最大，由圖示可知，第2次實(shí)驗(yàn)所用的裝置是b；
由數(shù)據(jù)知第4次實(shí)驗(yàn)中，s為h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重，由圖示可知，第4次實(shí)驗(yàn)所用的裝置是c；
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用的同一滑輪組，提升的鉤碼重力越大，機(jī)械效率越高，可得使用同一滑輪組，增加物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
分析第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提升的物重相同，動(dòng)滑輪重力越大，機(jī)械效率越低；
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升相同的重物，物體被提升的高度改變，機(jī)械效率不變，可得滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；83%；（3）b；c；（4）增加物重；越低；（5）無(wú)關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，以及影響滑輪組機(jī)械效率的因素：被提升的物重和動(dòng)滑輪的重力．被提升的物體越重、動(dòng)滑輪的重力越小，滑輪組的機(jī)械效率越高．而滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．