Question

8．小明在測(cè)量滑輪組機(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(cè)得的數(shù)據(jù)如表：

物理量 實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼總重G/N	鉤碼上升的高度h/m	測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m	機(jī)械效率η
1	4	0.1	1.8
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)繩端拉力F時(shí)，應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中讀數(shù)；
（2）若第1次實(shí)驗(yàn)是用a圖做的，則繩端移動(dòng)的距離是a，測(cè)得的機(jī)械效率為74%；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第2次實(shí)驗(yàn)是用b圖做的；第4次實(shí)驗(yàn)是用c圖做的；（選填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，增大物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第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)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率低；（選填“高”或“低”）
（5）分析第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，要正確測(cè)量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)．
（2）根據(jù)圖1中的滑輪組，確定繩子的段數(shù)n，根據(jù)s=nh求出拉力通過(guò)的距離；
根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$，計(jì)算出機(jī)械效率．
（3）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．
（4）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．
（5）根據(jù)物體被提升的高度與效率之間的關(guān)系得出結(jié)論，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．

解答 解：
（1）在測(cè)繩端拉力時(shí)，需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)．
（2）由圖1可知，滑輪組有3段繩子，所以拉力通過(guò)的距離為s=nh=3×0.1m=0.3m；
滑輪組的機(jī)械效率為η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$≈74%．
（3）由數(shù)據(jù)知第2次實(shí)驗(yàn)中，s為h的3倍，所以滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，而被提升的物重為6N，其它3組為4N．所以第2次實(shí)驗(yàn)是用b圖做的；
第4次實(shí)驗(yàn)s為h的5倍，所以滑輪組由5段繩子承擔(dān)物重，所以第4次實(shí)驗(yàn)是由c圖做的．
（4）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，增大物重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)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率越低．
（5）第3、4次實(shí)驗(yàn)只是改變了物體被提升的高度，機(jī)械效率沒(méi)變，所以可得滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度無(wú)關(guān)．
故答案為：（1）勻速；（2）74%；（3）b；c；（4）增大物重；低；（5）無(wú)關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)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(wú)關(guān)．