Question

10．在“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”時(shí)，小明利用兩組滑輪組進(jìn)行了5次測(cè)量，用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪測(cè)得前4組數(shù)據(jù)，用兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪（圖乙所示）測(cè)得第5組數(shù)據(jù)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N	鉤碼所受的重力G/N	鉤碼上升高度h/m	拉力F/N	繩端移動(dòng)距離s/m	滑輪組的機(jī)械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	66.7
5	1	4	0.1	1.6	0.5

（1）請(qǐng)根據(jù)前四組數(shù)據(jù)，在圖甲中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法．
（2）表格中空缺處的數(shù)據(jù)應(yīng)為50．
（3）實(shí)驗(yàn)中，使用的器材除了滑輪組（帶繞繩）、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)，還應(yīng)該有的一個(gè)器材是刻度尺．
（4）由表中第1和2組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)．
（5）由表中第3，4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和物重有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)h與s的關(guān)系（s=nh）結(jié)合表格中數(shù)據(jù)判斷承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，然后繞線；
（2）根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$，計(jì)算空缺處的機(jī)械效率；
（3）根據(jù)（2）知需要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力和物體的重力，需要用刻度尺測(cè)量繩子和鉤碼上升的高度；
（4）探究同一滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)時(shí)，應(yīng)改變高度，其他條件都相同；
（5）分析3、4中機(jī)械效率和物理量的變化，得出機(jī)械效率與被提升的物重之間的關(guān)系；

解答 解：（1）根據(jù)繩子自由端移動(dòng)的距s與物體升高的高度h的關(guān)系可知，實(shí)驗(yàn)中前4次實(shí)驗(yàn)中，繩子的有效段數(shù)為：
n=$\frac{s}{h}$=3，根據(jù)“偶定奇動(dòng)”，先從動(dòng)滑輪連接，如下所示：

（2）第5次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
（3）根據(jù)（2）知需要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力和物體的重力，需要用刻度尺測(cè)量繩子和鉤碼上升的高度，故還缺刻度尺；
（4）探究同一滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)時(shí)，應(yīng)控制物重和動(dòng)滑輪重都相同，高度不同，故選1、2兩次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較；
（5）由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，提升物體的重越大，機(jī)械效率越高，即同一滑輪組的機(jī)械效率與物重有關(guān)．
故答案為：（1）見上圖；（2）50；（3）刻度尺； （4）1；2；（5）物重．

點(diǎn)評(píng) 此題是“探究滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)，考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)分析影響滑輪組效率的因素，同時(shí)考查了有關(guān)滑輪組的組裝及測(cè)力計(jì)的讀數(shù)問題，要細(xì)心分析每一個(gè)問題．