Question

11．在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

序號(hào)	動(dòng)滑物重 G動(dòng)/N	物重 G/N	物體上升的 高度h/cm	繩端受到的拉力F/N	繩端移動(dòng)的距離s/cm	滑輪組的機(jī)械效率η/%
1	0.5	1	10	0.6	30	55.6
2	0.5	2	10	1.0	30	66.7
3	0.5	4	10		30

（1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖甲種畫(huà)出滑輪組的繞繩方法．
（2）實(shí)驗(yàn)中，沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體緩緩上升，在測(cè)量繩端所受的拉力時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)勻速上升（選填“保持靜止”或“勻速上升”）．
（3）第三次試驗(yàn)時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)繩端受到的拉力為1.8N，拉力做的功為0.54J，滑輪組的機(jī)械效率為74.1%．
（4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：隨著物重的增大，額外功變大（選填“變小”、“不變”或“變大”），原因是摩擦力增大，克服摩擦做功更多．
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，小明得出“鉤碼重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高”的結(jié)論，老師說(shuō)這個(gè)結(jié)論不全面，還需要補(bǔ)充同一滑輪組這個(gè)條件．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)可知物體上升的高度和繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)s=nh確定滑輪組繩子的有效股數(shù)，若n為偶數(shù)繩子固定端在定滑輪上，若n為奇數(shù)繩子固定端在動(dòng)滑輪上；
（2）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，需使物體上升進(jìn)行讀數(shù)；
（3）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出圖乙的示數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機(jī)械效率；
（4）滑輪組做的額外功為克服動(dòng)滑輪重力和繩子間的摩擦力做的功；
（5）同一滑輪組，鉤碼重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高．

解答 解：（1）由表格中數(shù)據(jù)知，物體上升的高度h=10cm=0.1m，繩端移動(dòng)的距離s=30cm=$\frac{0.3m}{0.1m}$=0.3m，
由s=nh可得，n=$\frac{s}{h}$═3，滑輪組的繞繩方法如圖所示：

（2）在緩慢提升物體時(shí)，還需克服機(jī)械摩擦做功，所以為了測(cè)量滑輪組提升物體時(shí)的機(jī)械效率，需在緩慢勻速上升時(shí)讀數(shù)；
（3）圖中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，所以拉力F=1.8N，
第三次試驗(yàn)時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74.1%；
（4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知：滑輪組做的額外功為克服動(dòng)滑輪重力和繩子間的摩擦力做的功，隨著物重的增大，動(dòng)滑輪的重力不變，物重越大，摩擦力越大，所以額外功變大；
（5）同一滑輪組，額外功一定，鉤碼重力越大，滑輪組的機(jī)械效率越高．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）勻速上升；（3）1.8；0.54；74.1；（4）變大；摩擦力增大，克服摩擦做功更多；（5）同一滑輪組．

點(diǎn)評(píng) 本題主要是探究滑輪組的機(jī)械效率，主要考查了學(xué)生對(duì)機(jī)械效率公式的掌握、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的把握等；使用滑輪組時(shí)，做的額外功不變，增加鉤碼的重，增大了有用功，則有用功占總功的比例增大，也就是機(jī)械效率變大．