Question

20．在探究“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，王紅用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	物重 G/N	物體上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	甲測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm
1	6	3	2.5	9
2	6	5	2.5	17
3	6	8	2.5	24

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直勻速向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）第3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是80%；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與重物被提升高度無關(guān)；
（4）李亮在王紅實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上多使用一個(gè)滑輪組也做了實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示：
①李亮多使用一個(gè)滑輪，目的是為了改變拉力的方向
②當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，乙圖的機(jī)械效率與甲圖比將不變（選填“增大”“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力大小不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用機(jī)械效率公式求出滑輪組的機(jī)械效率；
（3）分析三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出同一滑輪組的機(jī)械效率與重物被提升高度的關(guān)系；
（4）①定滑輪不能省力，只能改為力的方向，據(jù)此判斷；
②計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，若忽略繩重及摩擦，則額外功就是提升動(dòng)滑輪所做的功，在有用功不變的情況下，即可判斷機(jī)械效率的情況．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，以保證拉力大小恒定，便于讀數(shù)；
（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.08m}{2.5N×0.24m}$×100%=80%；
（3）分析3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，提升物體的重力不變，改變物體提升的高度，滑輪組的機(jī)械效率相等，故可得結(jié)論：同一滑輪組的機(jī)械效率與重物被提升高度無關(guān)；
（4）①由于定滑輪不能省力，只能改為力的方向，故增加一個(gè)定滑輪目的是為了改變施力的方向；
②忽略繩重與摩擦，提升重物時(shí)，要克服動(dòng)滑輪做額外功，由兩圖示滑輪組可知，兩滑輪組的動(dòng)滑輪相同，
當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，克服動(dòng)滑輪重力做的額外功相同，做的有用功相等，總功相等，則兩滑輪組的效率相同．
故答案為：（1）勻速；（2）80%；（3）重物被提升高度；（4）①拉力的方向；②不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)，要注意滑輪組的機(jī)械效率跟提起的物重、動(dòng)滑輪的重、繩子的重、摩擦有關(guān)，跟物體升高的距離，繩子的繞法無關(guān)．