Question

6．在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小麗用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙3次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗次數(shù)	鉤碼所受的重力G/N	提升高度h/m	拉力F/N	繩端移動的距離s/m	機械效率η
1	2	0.05	1.0	0.15	66.7%
2	4	0.05	1.7	0.15	78.4%
3	6	0.05	①	0.15	②

（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼升高；
（2）表格中編號①處數(shù)據(jù)應(yīng)為2.4，編號②處數(shù)據(jù)應(yīng)為83.3%．
（3）分析以上實驗數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：同一滑輪組的機械效率主要與提升物體的重力有關(guān)．
（4）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計摩擦及繩重，提升相同的物體時，滑輪組的機械效率不變（選填“變大”“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼升高；
（2）由測力計分度值讀數(shù)，分別計算出有用功和總功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求第3次的機械效率；
（3）根據(jù)控制變量法，縱向分析以上實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（4）不計摩擦及繩重，額外功的來源是克服動滑輪自重做的功，
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{動}h{+G}_{物}h}$，分析討論滑輪組的機械效率的變化．

解答 解：（1）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，此時，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)才等于拉力大��；
（2）由圖可知，測力計分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N；
有用功：W_有=Gh=6N×0.05m=0.3J；
總功：W_總=Fs=2.4N×0.15m=0.36J，
第3次機械效率為：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.36J}$×100%≈83.3%；
①處數(shù)據(jù)應(yīng)為 2.4，編號②處數(shù)據(jù)應(yīng)為 83.3%．
（3）三次實驗中使用同一滑輪組，提升的物體重力越大，機械效率越高，故分析以上實驗數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：同一滑輪組的機械效率主要與提升物體的重力有關(guān)．
（4）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計摩擦及繩重，額外功的來源是克服動滑輪自重做的功，
額外功：W_額外=G_動h，
有用功：W_有=G_物h，
總功：W_總=W_額外+W_有=G_動h+G_物h，
此時滑輪組的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{{G}_{物}h}{{G}_{動}h{+G}_{物}h}$=$\frac{{G}_{物}}{{G}_{動}{+G}_{物}}$，
當(dāng)用同一滑輪組提升相同的物體時，G_動與G_物均不變，由上式知，滑輪組的機械效率不變．
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；83.3%；（3）提升物體的重力；（4）不變．

點評 本題測量滑輪組的機械效率，考查實驗注意事項、測力計讀數(shù)、機械效率的計算和數(shù)據(jù)分析及影響機械效率大小的因素．