Question

1．如圖是同學們探究“影響滑輪組機械效率因素”的實驗裝置，請完成以下問題：（忽略摩擦及繩重）
（1）實驗中用到的測量工具除刻度尺外還有什么？
（2）下表記錄了實驗中的部分數(shù)據(jù)：請算出第4次實驗中的機械效率．（只寫出計算結(jié)果）

次數(shù)	鉤碼重G鉤/N	動滑輪重G動/N	機械效率η
1	2	0.5	80.0%
2	3	0.5	85.7%
3	4	0.5	88.9%
4	4	1.0	80.0%

（3）分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)，你認為他們可以探究滑輪組機械效率與什么因素的具體關系？并寫出你這樣認為的理由．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格中要測量的物理量來選取測量工具；
（2）忽略摩擦及繩重，則滑輪組的機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$=$\frac{{G}_{鉤碼}h}{{G}_{鉤碼}h+{G}_{動}h}$=$\frac{{G}_{鉤碼}}{{G}_{鉤碼}+{G}_{動}}$；
（3）分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)，動滑輪重相同，鉤碼重不同，滑輪組的機械效率也不同，故他們可以探究滑輪組機械效率與所提升物體的重力的關系；陳述理由時，應結(jié)合表中的數(shù)據(jù)來組織物理語言．

解答 解：（1）實驗中，需要測量鉤碼重和動滑輪重，故還需用到的測量工具是彈簧測力計．
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，第4次實驗時，G_鉤=4N，G_動=1N．
由于忽略摩擦及繩重，所以滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{有}+{W}_{額}}$=$\frac{{G}_{鉤}h}{{G}_{鉤}h+{G}_{動}h}$=$\frac{{G}_{鉤}}{{G}_{鉤}+{G}_{動}}$=$\frac{4N}{4N+1N}$×100%=80.0%；
（3）分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)，動滑輪重相同，鉤碼重不同，滑輪組的機械效率也不同；故他們可以探究滑輪組機械效率與所提升物體的重力的關系．
理由：由表格數(shù)據(jù)可知，G_鉤1=2N，G_鉤2=3N，G_鉤3=4N，鉤碼重的關系為G_鉤1＜G_鉤2＜G_鉤3；
η₁=80.0%，η₂=85.7%，η₃=88.9%，機械效率的關系為η₁＜η₂＜η₃，
動滑輪重的關系為G_動1=G_動2=G_動3=0.5N；
可得到的結(jié)論為：動滑輪重一定時，滑輪組所提升的物體越重機械效率越高；所以這樣認為．
故答案為：
（1）彈簧測力計；
（2）80.0%；
（3）他們可以探究滑輪組機械效率與所提升物體的重力的關系；
理由：由表格數(shù)據(jù)可知，G_鉤1=2N，G_鉤2=3N，G_鉤3=4N，鉤碼重的關系為G_鉤1＜G_鉤2＜G_鉤3；
η₁=80.0%，η₂=85.7%，η₃=88.9%，機械效率的關系為η₁＜η₂＜η₃；
動滑輪重的關系為G_動1=G_動2=G_動3=0.5N；
可得到的結(jié)論為：動滑輪重一定時，滑輪組所提升的物體越重機械效率越高；所以這樣認為．

點評 本題考查了探究“影響滑輪組機械效率因素”的實驗，第2小題要注意利用“忽略摩擦及繩重”這個條件推出滑輪組機械效率的表達式；第3小題，難點是要利用表格中的數(shù)據(jù)來陳述理由，考查了學生對實驗數(shù)據(jù)的分析能力、組織物理語言的能力．