Question

14．“測(cè)定滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中．
（1）實(shí)驗(yàn)所必需是器材有：鐵架臺(tái)、滑輪組、細(xì)線、鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）求有用功應(yīng)測(cè)出的物理量是物重G和物體被提升的高度h；求總功應(yīng)測(cè)出的物理量是拉力F和繩端移動(dòng)距離s．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的物理量計(jì)算機(jī)械效率的表達(dá)式是η=$\frac{Gh}{Fs}$．
（4）下面的表格是兩組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的兩組平均數(shù)據(jù)，根據(jù)表中所給的數(shù)據(jù)，計(jì)算表中未知的數(shù)據(jù)，并填入表中：

組別	每個(gè)滑輪組含滑輪個(gè)數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼升高的高度h/m	拉力F/N	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/m	機(jī)械效率η
甲	一個(gè)定滑輪一個(gè)動(dòng)滑輪	9.8	0.1	5.6	0.2	87.5%
乙	二個(gè)定滑輪二個(gè)動(dòng)滑輪	9.8	0.1	2.4	0.5	81.7%

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$確定必須的器材；
（2）根據(jù)W_有=Gh，W_總=Fs確定所需測(cè)量的物理量；
（3）根據(jù)機(jī)械效率的概念：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$；
（4）由甲組確定動(dòng)滑輪的重力，由滑輪組的省力特點(diǎn)確定乙中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)；
根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$計(jì)算機(jī)械效率．

解答 解：（1）由η=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$知，實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量的物理量是被提升物體的重力及繩端拉力，所以除了鐵架臺(tái)、滑輪組、細(xì)線、鉤碼外，還需的實(shí)驗(yàn)器材是彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）根據(jù)W_有=Gh得，求有用功應(yīng)測(cè)出的物理量是物重G和物體被提升的高度h；
根據(jù)W_總=Fs得，求總功應(yīng)測(cè)出的物理量是拉力F和繩端移動(dòng)距離s；
（3）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$，可知根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的物理量計(jì)算機(jī)械效率的表達(dá)式是η=$\frac{Gh}{Fs}$；
（4）甲：η_甲=$\frac{{G}_{甲}{h}_{甲}}{{F}_{甲}{s}_{甲}}$×100%=$\frac{9.8N×0.1m}{5.6N×0.2m}$×100%=87.5%；
乙：若滑輪組由4段繩子承擔(dān)物重，G_總=4F=4×2.4N=9.6N＜9.8N，所以該滑輪組應(yīng)由5段繩子承擔(dān)物重；
s=5h=5×0.1m=0.5m；
η乙=$\frac{{G}_{乙}{h}_{乙}}{{F}_{乙}{s}_{乙}}$×100%=$\frac{9.8N×0.1m}{2.4N×0.5m}$×100%≈81.7%．
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)；（2）物重G和物體被提升的高度h；拉力F和繩端移動(dòng)距離s；（3）η=$\frac{Gh}{Fs}$；（4）87.5%；0.5；81.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，考查了測(cè)量原理、測(cè)量的物理量及機(jī)械效率的計(jì)算，考查全面，重點(diǎn)．