Question

5．小紅在做“探究滑輪組釩械效率影響因素的實(shí)驗(yàn)”時(shí)．記錄情況如下表：

次數(shù)	鉤碼重G/N	鉤碼上升高度h/m	拉力F	自由端移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率η
1	1	0.1	0.5	0.3	66.7%
2	2	0.1	0.8	0.3

（1）在圖中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)時(shí)細(xì)線的纏繞方式．
（2）表格中實(shí)驗(yàn)次數(shù)2的機(jī)械效率為83.3%
（3）由實(shí)驗(yàn)次數(shù)1和次數(shù)2可知，增加物體的重力滑輪組的機(jī)械效率將變大（選填“變大”“不變”或“變小”）．若改用兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪來(lái)提升原來(lái)的重物．則此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將變小，其原因是提升物體重力不變，動(dòng)滑輪重力增大了，克服動(dòng)滑輪重力做的額外功增多了（選填“變大”“不變”或“變小”），
（4）請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)、表格中不足的兩個(gè)地方：
a：設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)少
b：物理量缺少單位
（5）本實(shí)驗(yàn)中若沒(méi)有刻度尺，則滑輪組的機(jī)械效率為η=$\frac{G}{nF}$（用題中所給的字母表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷繩子的段數(shù)，確定繞繩方法；
（2）根據(jù)公式W=Gh求出有用功，再根據(jù)公式W=Fs求出拉力做的總功，根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出機(jī)械效率；
（3）分析數(shù)據(jù)即可知機(jī)械效率的變化；
改用二個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪來(lái)提升原來(lái)的重物，提升物體重力不變，動(dòng)滑輪重力增大了，機(jī)械效率減小了；
（4）實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行多次，總結(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論才具有普遍性；實(shí)驗(yàn)表格中的物理量缺少單位；
（5）若沒(méi)有刻度尺測(cè)高度及繩自由端移動(dòng)距離，則根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$以及S=nh，可以推導(dǎo)出機(jī)械效率的計(jì)算公式．

解答 解：
（1）由表中數(shù)據(jù)可知，拉力移動(dòng)的距離是物體上升高度的3倍，所以由3段繩子承擔(dān)物重，繞法如圖所示：

（2）第2次的機(jī)械效率為：η₂=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（3）比較機(jī)械效率的數(shù)據(jù)可知，用同一滑輪組提升不同的重物至同一高度，隨著提升物重的增加，滑輪組的機(jī)械效率將變大；
改用二個(gè)動(dòng)滑輪二個(gè)定滑輪來(lái)提升原來(lái)的重物，提升物體重力不變，動(dòng)滑輪重力增大了，克服動(dòng)滑輪重力做的額外功增多了，所以機(jī)械效率減小了；
（4）表格中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量次數(shù)太少；拉力后面沒(méi)有單位；
（5）若沒(méi)有刻度尺測(cè)高度及繩自由端移動(dòng)距離，則根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$和s=nh，可得機(jī)械效率的計(jì)算公式為η=$\frac{G}{nF}$．
故答案為：（1）如上圖；（2）83.3%；（3）變大；變��；提升物體重力不變，動(dòng)滑輪重力增大了，克服動(dòng)滑輪重力做的額外功增多了；（4）a：設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)少；b：物理量缺少單位；（5）④η=$\frac{G}{nF}$．

點(diǎn)評(píng) 本題必須知道滑輪組的機(jī)械效率與提起物體的重、動(dòng)滑輪的重、繩重、摩擦有關(guān)，跟繩子的繞法，物體升高的距離，物體移動(dòng)的速度都沒(méi)有關(guān)系．