Question

1．在測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率時(shí)，小強(qiáng)進(jìn)行了3次測(cè)量，并將數(shù)據(jù)填入表格．
（1）根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出圖中滑輪組的繞繩方法．
（2）為了測(cè)量繩子末端的拉力F，應(yīng)該讓彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉住繩子，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)勻速直線運(yùn)動(dòng)（選填“勻速直線運(yùn)動(dòng)”或“靜止”）時(shí)讀數(shù)．
（3）第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為66.7%，其中克服摩擦和繩重所做的功是0.15J
（4）由表中第1、2、3組數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是：用同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重 G物/N	動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N	鉤碼上升的高度h/m	動(dòng)力F/N	動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離s/m	滑輪組的機(jī)械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)根據(jù)n=$\frac{s}{h}$得到通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)，由此畫(huà)出滑輪組的繞繩方法；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)；對(duì)比分析勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)拉動(dòng)的區(qū)別；
（3）由W_有=Gh計(jì)算有用功，由W_總=Fs計(jì)算總功，由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算機(jī)械效率，由W_額=W_總-W_有=W_摩擦繩重+W_滑計(jì)算克服摩擦和繩重所做的功；
（4）在分析數(shù)據(jù)時(shí)，要注意機(jī)械效率的變化是由哪個(gè)物理量的變化引起的，從而得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由表格中數(shù)據(jù)知，鉤碼上升高度h=0.1m，動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離s=0.3m，
所以通過(guò)動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)n=3，滑輪組的繞繩方法如圖所示：
；
（2）為了測(cè)量繩子末端的拉力F，應(yīng)該讓彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向拉住繩子，
在使用滑輪組時(shí)，滑輪組還要克服一些機(jī)械摩擦，所以要測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，需使物體勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)讀數(shù)；
（3）第3次實(shí)驗(yàn)所在的有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，
做的總功：W_總=Fs=2N×0.3m=0.6J，
所以機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.4J}{0.6J}$×100%≈66.7%；
實(shí)驗(yàn)中克服摩擦力、繩重和動(dòng)滑輪重做功是額外功，
所以克服摩擦和繩重所做的功：W_摩擦繩重=W_額-W_滑=W_總-W_有-G_滑h=0.6J-0.4J-0.5N×0.1m=0.15J；
（4）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，鉤碼上升的高度無(wú)變化，所以機(jī)械效率不斷增大不是由于被提升高度的變化而引起的，鉤碼重不斷增大，機(jī)械效率不斷提高．
所以得出的結(jié)論是：同一滑輪組，提起物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）豎直；勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）66.7%；0.15；（4）用同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，主要考查了有用功、總功、額外功、機(jī)械效率概念的理解及計(jì)算，屬基礎(chǔ)知識(shí)的考查．