Question

5．如圖所示是測量滑輪組的機械效率的實驗裝置，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中．

實驗序號	鉤碼重/N	鉤碼上升的高度/m	繩端的拉力/N	繩端移動的距離/m	機械效率
1	4	0.10	1.8	0.3
2	6	0.10	2.5	0.3
3	6	0.15	2.5

（1）請分析表格中實驗數(shù)據(jù)，在右圖中畫出滑輪組的繞線方法．
（2）實驗中，使用滑輪組提升重物時，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計．
（3）第三次實驗中，繩端移動的距離為0.45m，滑輪組的機械效率為80%．
（4）分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，同一滑輪組提升重物的重力變大時，滑輪組的機械效率將變大（ 選填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）通過物體升高的距離和繩子自由端移動的距離，確定繩子的段數(shù)，確定滑輪組的繞法；
（2）只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定；
（3）重物和動滑輪有三段繩子承擔(dān)，繩子移動的距離物體升高距離的3倍；根據(jù)公式械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可計算出機械效率；
（4）根據(jù)1、2次實驗中的物重、物體升高的距離、彈簧測力計的拉力、彈簧測力計移動的距離，求出機械效率，然后得出結(jié)論．

解答 解：
（1）當(dāng)鉤碼升高0.1m時，繩子自由端移動0.3m，n=$\frac{s}{h}$=$\frac{0.3m}{0.1m}$=3，說明物體有三段繩子承擔(dān)，繩子的段數(shù)是奇數(shù)，從動滑輪開始繞起，如圖所示：
（2）實驗中應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定；
（3）由圖示可知，滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=3，
第3次測量中，彈簧測力計移動的距離s=nh=3×0.15m=0.45m；
第3次測量中，彈簧測力計移動的距離s=nh=3×0.15m=0.45m；
滑輪組的機械效率η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.15m}{2.5N×0.45m}$×100%=80%；
（4）根據(jù)第1次和第2次數(shù)據(jù)可知，機械效率分別為：η₁=$\frac{{W}_{有1}}{{W}_{總1}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.8N×0.3m}$×100%≈74%；
η₂=$\frac{{W}_{有2}}{{W}_{總2}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.5N×0.3m}$×100%=80%；
兩次所用滑輪組相同，但第2次物重大于第1次物重，機械效率也大于第1次的機械效率，所以可得使用同一滑輪組，提高物重可以提高滑輪組的機械效率．
故答案為：（1）見上圖；（2）勻速；（3）0.45m；80%；（4）變大．

點評 滑輪組的機械效率跟提起的物重有關(guān)，跟物體升高的距離、移動的速度、繩子的繞法無關(guān)；通過增加提起的物重來提高機械效率．