Question

3．某小組同學(xué)在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，用如圖所示的裝置勻速提起重物，并做了如表實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G/N	物體上升的距離h/cm	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/cm	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/cm	機(jī)械效率η
1	2	10		30
2	4	10	1.7	30	78%
3	6	10	2.4	30	83%

（1）小組小王同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的最大問題是滑輪組的裝配和繞線很難成功，根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)判斷，以下操作對(duì)小王無幫助的是C．
A．先固定定滑輪上端
B．將細(xì)繩的一頭先掛在動(dòng)滑輪上端的鉤上
C．將細(xì)繩合成雙股進(jìn)行纏繞
D．動(dòng)滑輪下端最好先掛上一兩個(gè)鉤碼
（2）如圖2是第1次試驗(yàn)過程中彈簧測(cè)力計(jì)勻速提起重物的放大圖，拉力F的大小是1N，第1次的機(jī)械效率是66.7%．
（3）通過實(shí)驗(yàn)1、2和3的數(shù)據(jù)分析可得出的結(jié)論：對(duì)于同一滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將增大．
（4）小王完成試驗(yàn)后，他想，重物勻速上升和重物靜止時(shí)物體都處于平衡狀態(tài)，他讓彈簧測(cè)力計(jì)靜止，重復(fù)第1次實(shí)驗(yàn)，測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖3所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴小王不能（選填“能”或“不能”）用這種方法測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率．
（5）小組的另外一個(gè)同學(xué)也做了同樣的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)滑輪重相同，提起的鉤碼重也相同，測(cè)出的滑輪機(jī)械效率卻和小王的不同，你認(rèn)為原因不可能是D
A．輪與軸間的摩擦力大小不同
B．測(cè)拉力時(shí)沒有使測(cè)力計(jì)勻速上升
C．測(cè)拉力時(shí)拉力的方向沒有豎直向上
D．鉤碼被提升的高度不同
（6）除此之外，同組的小紅用如圖4所示的滑輪組又分別做了三次實(shí)驗(yàn)，第一次使用塑料滑輪組又分別做了三次實(shí)驗(yàn)，第一次使用塑料滑輪，第二次使用鋁制滑輪，第三次使用鐵制滑輪，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	物重G/N	物體上升的距離h/cm	彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F/N	彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/cm	機(jī)械效率η
1	3	10	1.6	30	62.5%
2	3	10	2	30	50%
3	3	10	2.5	30	40%

①小紅第三次實(shí)驗(yàn)中，總功為0.75J．
②從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：提升同一物體，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率低．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求判斷選項(xiàng)；
（2）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的量程和分度值得出示數(shù)，計(jì)算出機(jī)械效率；
（3）滑輪組的機(jī)械效率與物體的重力有關(guān)，同一滑輪組，物體越重，機(jī)械效率越高；
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（5）從摩擦與繩重等方面分析答題．
（6）①根據(jù)W_總=Fs計(jì)算總功；②要知道滑輪組的機(jī)械效率與滑輪的重力有關(guān)，提升同一物體，所做有用功不變．動(dòng)滑輪的越重，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．

解答 解：（1）做實(shí)驗(yàn)時(shí)；先固定定滑輪上端，動(dòng)滑輪下端最好先掛上一兩個(gè)鉤碼，將細(xì)繩的一頭先掛在動(dòng)滑輪上端的鉤上，故ABD正確，但不符合題意；
C．將細(xì)繩合成雙股進(jìn)行纏繞，對(duì)實(shí)驗(yàn)無幫助，故C符合題意；
故選C．
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，讀數(shù)為1N，滑輪組的機(jī)械效率為：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{2N×0.1m}{1N×0.3m}$×100%=66.7%；
（3）由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，對(duì)于同一滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將增大；
（4）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)過程中讀數(shù)，若靜止讀數(shù)，示數(shù)偏小，不能測(cè)量機(jī)械效率；
（5）ABC、由于滑輪與輪軸間存在摩擦、測(cè)拉力時(shí)沒有使測(cè)力計(jì)勻速、豎直上升，故ABC不符合題意；
D．鉤碼被提升的高度不同，繩子移動(dòng)的距離也不同，但其比值相同，故對(duì)機(jī)械效率無影響，故D符合題意．
故選D．
（6）①W_總=FS=2.5N×0.3m=0.75J；
②由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，提升相同重力的鉤碼時(shí)，動(dòng)滑輪的重力增大，其機(jī)械效率將減�。�
故答案為：（1）C；（2）1；66.7%；（3）對(duì)于同一滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機(jī)械效率將增大；（4）不能；（5）D；（6）①0.75；②低．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究滑輪組的機(jī)械效率，主要考查了實(shí)驗(yàn)中所用的測(cè)量器材．同時(shí)考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算以及物重和動(dòng)滑輪重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響．