Question

15．某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)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)裝置如圖所示．

	1	2	3
鉤碼重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	1.6	2.4
繩端移動(dòng)距離s/m	0.3	0.4
機(jī)械效率η	74.1%	62.5%

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升．
（2）通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出第2次實(shí)驗(yàn)是用乙（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)．
（3）通過(guò)第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)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（動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率低（選填“越高”、“不變”或“越低”）．
（4）小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第3次試驗(yàn)，表中第3次試驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動(dòng)距離S=0.3 m，機(jī)械效率η=83.3%．
（5）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，增大提升的物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率．
（6）如果沒(méi)有刻度尺，能否測(cè)出機(jī)械效率？能為什么？知道滑輪組繩子的股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要測(cè)出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機(jī)械效率．．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)豎直勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)，這樣拉力大小不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)s=nh確定繩子的股數(shù)，判斷是哪一個(gè)滑輪組；
（3）比較實(shí)驗(yàn)1和2的條件和機(jī)械效率大小，可得出動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多少對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；
（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出繩子移動(dòng)的距離，應(yīng)用效率公式求出滑輪組效率；
（5）比較實(shí)驗(yàn)1和3的條件和機(jī)械效率大小，可得出提升物體的重力大小對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響；
（6）實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)出物重G和拉力F就可以根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑輪組的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證拉力大小恒定；
（2）實(shí)驗(yàn)2中，s₂=0.4m，h₂=0.1m，
所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.4m}{0.1m}$=4，所以實(shí)驗(yàn)2是用乙圖做的實(shí)驗(yàn)；
（3）由表中第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，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（動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低；
（4）由表中第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，繩端移動(dòng)的距離是鉤碼上升高度的3倍，第三次實(shí)驗(yàn)使用同樣的裝置，則第3次實(shí)驗(yàn)：繩端移動(dòng)距離s=3h=3×0.1m=0.3m；
機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1和3可知，使用同一滑輪組，增大提升的物重，可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
（6）知道滑輪組繩子的股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要測(cè)出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機(jī)械效率，所以如果沒(méi)有刻度尺，實(shí)驗(yàn)是可以進(jìn)行的．
故答案為：（1）勻速；（2）乙；（3）低；（4）0.3；83.3%；（5）增大提升的物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；（6）能；知道滑輪組繩子的股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要測(cè)出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機(jī)械效率．

點(diǎn)評(píng) 在此實(shí)驗(yàn)中，對(duì)滑輪組的分析、機(jī)械效率公式的運(yùn)用是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中分別探究了機(jī)械效率高低與動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)、提升物體重力等多個(gè)量的關(guān)系，因此，控制變量法的運(yùn)用也十分關(guān)鍵．