Question

1．小明在測算滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 物理量	鉤碼總重G/N	鉤碼上升高度h/m	測力計(jì)的示數(shù)F/N	測力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械 效率 ?
1	4	10	1.8	30
2	6	10	2.4	30	83%
3	4	10	1.4	50	57%
4	4	20	1.4	100	57%

（1）在實(shí)驗(yàn)中需要的側(cè)量工具有彈簧測力計(jì)和刻度尺
（2）分析第1次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)在圖a中畫出繩的繞法；
（3）在實(shí)驗(yàn)中測量繩子自由端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，并在勻速過程中讀數(shù)；
（4）第1次實(shí)驗(yàn)的有用功是0.4J，測算的機(jī)械效率為74%；
（5）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實(shí)驗(yàn)是用圖c的裝置做的實(shí)驗(yàn)；
（6）分析1，2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，提高物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率，分析1，3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越少（即動(dòng)滑輪總重越輕），滑輪組的機(jī)械效率越高．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，要用彈簧測力計(jì)測量繩端拉力，用刻度尺測量物體和繩子移動(dòng)的距離；
（2）根據(jù)s與h 的關(guān)系確定繩子的繞線方法；
（3）在實(shí)驗(yàn)中，要正確測量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動(dòng)測力計(jì)．
（4）根據(jù)W_有用=Gh，計(jì)算有用功；根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$計(jì)算機(jī)械效率；
（5）要掌握繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系：s=nh．根據(jù)繩端移動(dòng)距離與物體上升的高度判斷出承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，同時(shí)也要注意被提升的物重．
（6）掌握影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物重和動(dòng)滑輪的個(gè)欸數(shù)．被提升的物體越重、動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越少，則滑輪組的機(jī)械效率越高．

解答 解：（1）在實(shí)驗(yàn)中，要用彈簧測力計(jì)測量繩端拉力，用刻度尺測量物體和繩子移動(dòng)的距離；
（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s是鉤碼上升高度h的3倍，說明由三段繩子承擔(dān)物重，故滑輪組的繞線情況如下圖所示：

（3）在測繩端拉力時(shí)，需豎直向上勻速拉動(dòng)測力計(jì)，為了使彈簧測力計(jì)穩(wěn)定，應(yīng)在勻速拉動(dòng)的過程中讀數(shù)；．
（4）第1次實(shí)驗(yàn)的有用功：W_有用=Gh=4N×0.1m=0.4J；W_總=Fs=1.8N×0.3m=5.4J，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.4J}{0.54J}$×100%≈74%
（5）由數(shù)據(jù)知第3次實(shí)驗(yàn)中，s為h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重．所以第3次實(shí)驗(yàn)是用c圖做的；
（6）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)，兩次所用滑輪組相同，但第2次物重大于第1次物重，機(jī)械效率也大于第1次的機(jī)械效率，所以可得：使用同一滑輪組，增大提升物體的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率；
分析第1、3次實(shí)驗(yàn)，兩次提升物體的重力相同，第3次實(shí)驗(yàn)的動(dòng)滑輪較重，而機(jī)械效率較低，所以可得：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越少，滑輪組的機(jī)械效率越高；
故答案為：（1）彈簧測力計(jì)；刻度尺；（2）勻速；勻速；（3）見上圖；（4）0.4；74%；（5）c；（6）提高物重；越高．

點(diǎn)評(píng) 此題是測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，以及影響滑輪組機(jī)械效率的因素：被提升的物重和動(dòng)滑輪的重力．被提升的物體越重、動(dòng)滑輪的重力越小，滑輪組的機(jī)械效率越高．而滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無關(guān)．