Question

12．某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如表所示，實驗裝置如圖所示．

	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0•1
繩端拉力F/N	1.8	1.6
繩端移動距離s/m	0.3	0.4
機械效率η	74.1%	62.5%

（1）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升．
（2）通過表中數據可分析出第2次實驗是用乙（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實驗．
（3）通過第1次實驗和第2次實驗的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時，動滑輪的個數越多（動滑輪的質量越大），滑輪組的機械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）．
（4）小組同學再用第1次實驗中使用的裝置做第3次試驗，測力計的示數如圖丙所示，表中第3次試驗中空缺的數據應為：繩端拉力F=2.4N，繩端移動距離s=0.3m，機械效率η=83.3%．
（5）比較第1次實驗和第3次實驗可得出結論：使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機械效率越高．

Answer 1

分析 （1）只有勻速豎直向上拉動彈簧測力計，拉力大小不變，彈簧測力計的示數穩(wěn)定；
（2）根據物體升高的距離和繩子自由端移動的距離，判斷承擔物體和動滑輪繩子的段數．通過繩子的段數進行判斷；
（3）在不考慮繩重和摩擦時，滑輪組的機械效率跟提起的物重、動滑輪的重有關，在提起的物重一定時，動滑輪越重，機械效率越低；在動滑輪重相同時，提起的物體越重，機械效率越高；
（4）在進行測力計的讀數時，注意測力計的分度值；根據表中實驗數據求出繩子移動的距離，應用效率公式求出滑輪組效率；
（5）根據實驗控制的變量與表中實驗數據分析答題．

解答 解：
（1）實驗中應該勻速豎直向上拉動彈簧測力計，以保證拉力大小恒定；
（2）實驗2，物體升高0.1m，繩子自由端移動0.5m，說明物體和動滑輪有5段繩子承擔，所以實驗2數據是由乙滑輪組進行的；
（3）由實驗1和實驗3可得：使用同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機械效率越高，所以增加物體的重力，可以提高滑輪組的機械效率；
（4）由丙圖知，測力計的分度值為0.2N，其示數為2.4N；
由表中第1次實驗數據可知，繩端移動的距離是鉤碼上升高度的3倍，第三次實驗使用同樣的裝置，則第3次實驗：繩端移動距離s=3h=3×0.1m=0.3m，
機械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）由表中第1次實驗和第3次實驗數據可知：使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機械效率越高．
故答案為：（1）勻速；（2）乙；（3）越低；（4）2.4；0.3；83.3%；（5）提升的重物越重，滑輪組的機械效率越高．

點評 在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用是實驗的基礎，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．