Question

15．如圖所示，是用來測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）若鉤碼總重6N，將其拉升10cm，則有用功為0.6J，彈簧測(cè)力計(jì)需向上移動(dòng)30cm．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在全班交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，改變其它因素，是否會(huì)影響它的機(jī)械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種：
猜想1可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；
猜想2可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；
猜想3可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)；
猜想4可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)．
小紅和小華分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)記錄如表：
①請(qǐng)幫助完成小華表中的一項(xiàng)計(jì)算，并填入表格中；
②請(qǐng)根據(jù)她倆的實(shí)驗(yàn)記錄．分別寫出探究結(jié)果．
小紅的實(shí)驗(yàn)記錄：

	鉤碼重（N）	繩端拉力（N）	機(jī)械效率
較小提升速度	4	2.1	63.5%
較大提升速度	4	2.1	63.5%

小華的實(shí)驗(yàn)記錄：

	鉤碼重（N）	繩端拉力（N）	機(jī)械效率
大致相同的提升速度	4	2.1	63.5%
	8	3.0

小紅的探究結(jié)果是：同一滑輪組提起相同鉤碼時(shí)，機(jī)械效率與提起鉤碼的速度無關(guān)
小華的探究結(jié)果是：同一滑輪組提起鉤碼越重，機(jī)械效率越高．

Answer 1

分析 （1）為了方便讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（2）根據(jù)W_有=Gh計(jì)算有用功；由圖可知通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，根據(jù)s=nh計(jì)算彈簧測(cè)力計(jì)需向上移動(dòng)距離；
（3）根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$計(jì)算小華第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；
由大家提出的猜想滑輪組的機(jī)械效率影響可能有多個(gè)，由表格數(shù)據(jù)找到相同的量和不同的理，從而得出結(jié)論．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，方便讀數(shù)；
（2）鉤碼總重6N，將其拉升10cm，則有用功為：W_有=Gh=6N×0.1m=0.6J；
由圖可知通過動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3，彈簧測(cè)力計(jì)需向上移動(dòng)距離s=nh=3×10cm=30m；
（3）小華的實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)可知，他第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{G}{nF}$×100%=$\frac{6N}{3×3.0N}$×100%≈66.7%．
各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，
從小紅的實(shí)驗(yàn)記錄可知，提升鉤碼重相等，提起鉤碼的速度不同，機(jī)械效率相同，由此可得：同一滑輪組提起相同鉤碼時(shí)，機(jī)械效率與提起鉤碼的速度無關(guān)；
從小華的實(shí)驗(yàn)記錄可知，提升速度相同，提起鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高，由此可得：同一滑輪組提起鉤碼越重，機(jī)械效率越高．
故答案為：
（1）勻速；（2）0.6；30；（3）同一滑輪組提起相同鉤碼時(shí)，機(jī)械效率與提起鉤碼的速度無關(guān)；同一滑輪組提起鉤碼越重，機(jī)械效率越高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查彈簧測(cè)力計(jì)的使用和讀數(shù)、有用功、機(jī)械效率的計(jì)算以及影響滑輪組機(jī)械效率的因素；滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升物體重力越大，機(jī)械效率越大．