Question

3．在“測量滑輪組的機(jī)械效率”實驗時，小明利用如圖甲、乙兩組不同的滑輪組進(jìn)行了5次測量，測得數(shù)據(jù)如表所示．
（1）表格中前四組數(shù)據(jù)是用圖甲滑輪組測出的，在圖甲中畫出實驗時滑輪組的繞繩方法．

實驗次數(shù)	動滑輪重 G動/N	鉤碼重 G/N	鉤碼上升高度 h/m	繩自由端 拉力F/N	繩自由端 移動距離s/m	機(jī)械效率 η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	①
5	1	4	0.1	②	0.5

（2）實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計．
（3）表格中編號①數(shù)據(jù)應(yīng)為66.7；根據(jù)圖乙中測力計可知編號②數(shù)據(jù)應(yīng)為1.6N．
（4）由表中第1、2組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（5）由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和被提升的物重有關(guān)．
（6）由表中第1、2組數(shù)據(jù)可知，使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多（動滑輪質(zhì)量越大），繩子與滑輪間的摩擦力越大，滑輪組的機(jī)械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）．
（7）有同學(xué)認(rèn)為：“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高”，你認(rèn)為這句話是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”）．你是用小明收集的數(shù)據(jù)中4、5兩組數(shù)據(jù)對比分析來判斷的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)h與s的關(guān)系（s=nh）結(jié)合表格中數(shù)據(jù)判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，然后繞線；
（2）為準(zhǔn)確地測出拉力，需豎直向上勻速拉動測力計；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算①的機(jī)械效率；
進(jìn)行②的讀數(shù)時，注意測力計的分度值；
（4）分析機(jī)械效率的變化及前面物理量的變化得出結(jié)論，機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)；
（5）分析3、4中機(jī)械效率和物理量的變化，得出機(jī)械效率與被提升的物重之間的關(guān)系；
（6）同一個機(jī)械，額外功基本上不變，當(dāng)提升的物體重力變化時，有用功在總功中占得比值就變化，機(jī)械效率也就變化；
（7）計算出第5組數(shù)據(jù)與前面的幾組機(jī)械效率比較，得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由前4組實驗數(shù)據(jù)知，s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，因此應(yīng)從動滑輪繞起，如圖所示：
；
（2）實驗中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，這樣才能準(zhǔn)確測出拉力的值；
（3）①η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
②由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數(shù)為1.6N；
（4）第1、2組數(shù)據(jù)，動滑輪重、鉤碼重相同，鉤碼被提升的高度不同，機(jī)械效率相同，可知同一滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)；
（5）第3、4組數(shù)據(jù)，動滑輪、鉤碼被提升的高度相同，被提升的鉤碼重不同，機(jī)械效率不同，可知同一滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和被提升的物重有關(guān)；
（6）由表中第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低；
（7）由表格中數(shù)據(jù)知，第5組滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重，η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
由計算知，第五組比第四組滑輪組省力，但機(jī)械效率更低，所以“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高”的說法不正確．
故答案為：（1）見上圖；（2）勻速；（3）66.7；1.6；（4）無關(guān)；（5）被提升的物重；（6）1、2；越低；（7）錯誤；4、5．

點評 此題是“探究滑輪組的機(jī)械效率”實驗，考查了滑輪組機(jī)械效率的計算，根據(jù)數(shù)據(jù)分析影響滑輪組效率的因素，同時考查了有關(guān)滑輪組的組裝及測力計的讀數(shù)問題，要細(xì)心分析每一個問題．