Question

探究與應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1．

物理量	實(shí)驗(yàn)次序
	1	2	3
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	1.4	2.4
繩端移動(dòng)距離S（m）	0.3	0.5	0.3
機(jī)械效率η	74%		83.3%

（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實(shí)驗(yàn)3是用

甲

圖做的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)將表中空白處填上恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）通過實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2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(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率

越低

．
（3）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可得正確結(jié)論：使用同一滑輪組，

增加被提升的物重

，可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
（4）另一實(shí)驗(yàn)小組用如圖2所示的滑輪組，進(jìn)一步探究滑輪組的機(jī)械效率與物重的關(guān)系．圖中每個(gè)滑輪等重，由于摩擦相對(duì)于物重較小，因而不計(jì)繩重和摩擦，物體重G₁從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷．每次都勻速拉動(dòng)繩子將物體提升同樣的高度．如圖2乙記錄了在此過程中滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力的增加而變化的圖象，則：①動(dòng)滑輪重

200

N；
②請(qǐng)你寫出機(jī)械效率η與被提升的重物物重G_物的關(guān)系式為η=

η=

G

G+200N

×100%

．（請(qǐng)用含有G_物的代數(shù)式表示出η．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定滑輪組承重繩子的股數(shù)，然后確定實(shí)驗(yàn)所用的是哪個(gè)滑輪組；根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用效率公式求出滑輪組的效率．
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)1與2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（3）分析表中實(shí)驗(yàn)1與3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（4）由圖象求出提起200N物體時(shí)的機(jī)械效率，然后應(yīng)用滑輪組公式求出求出每一個(gè)動(dòng)滑輪的重力．應(yīng)用滑輪組公式求出滑輪組效率的表達(dá)式．

解答：解：（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)繩端移動(dòng)距離是鉤碼上升高度的3倍，由圖1所示滑輪組可知，實(shí)驗(yàn)用的是圖甲所示裝置做的實(shí)驗(yàn)；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

4N×0.1m

1.4N×0.5m

×100%≈57.1%．
（2）由表中實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)可知，鉤碼重、鉤碼被提升的高度都相同而使用滑輪組不同，滑輪組的效率不同，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多，滑輪組效率越低，由此可得：提升相同的重物時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率 越低．
（3）由表中實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組，提升鉤碼的高度相同而鉤碼重力不同，滑輪組效率不同，鉤碼越重，滑輪組效率越高，由此可得：使用同一滑輪組，增加被提升的物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
（4）①由圖2乙所示圖象可知，當(dāng)滑輪組提起200N物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是50%，
η=

W有

W總

×100%=

W有

W有+W額

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

200N

200N+G動(dòng)

×100%=50%，G_動(dòng)=200N；
②滑輪組效率：η=

W有

W總

×100%=

W有

W有+W額

×100%=

Gh

Gh+G動(dòng)h

×100%=

G

G+200N

×100%；
故答案為：（1）甲；57.1%；（2）越低；（3）增加被提升的物重；（4）①200；②η=

G

G+200N

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用控制變量法、認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、應(yīng)用效率公式即可正確解題．