Question

探究與應(yīng)用：實驗小組在“測量滑輪組機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，實驗裝置如圖1．

物理量	實驗次序
	1	2	3
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	1.4	2.4
繩端移動距離S（m）	0.3	0.5	0.3
機械效率η	74%		83.3%

（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗3是用

甲

圖做的實驗，請將表中空白處填上恰當?shù)臄?shù)據(jù)．
（2）通過實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率

越低

．
（3）比較實驗1和實驗3可得正確結(jié)論：使用同一滑輪組，

增加被提升的物重

，可以提高滑輪組的機械效率．
（4）另一實驗小組用如圖2所示的滑輪組，進一步探究滑輪組的機械效率與物重的關(guān)系．圖中每個滑輪等重，由于摩擦相對于物重較小，因而不計繩重和摩擦，物體重G₁從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷．每次都勻速拉動繩子將物體提升同樣的高度．如圖2乙記錄了在此過程中滑輪組的機械效率隨物體重力的增加而變化的圖象，則：①動滑輪重

200

N；
②請你寫出機械效率η與被提升的重物物重G_物的關(guān)系式為η=

η=

G

G+200N

×100%

．（請用含有G_物的代數(shù)式表示出η．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)確定滑輪組承重繩子的股數(shù)，然后確定實驗所用的是哪個滑輪組；根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)應(yīng)用效率公式求出滑輪組的效率．
（2）分析表中實驗1與2的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗控制的變量與實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論．
（3）分析表中實驗1與3的實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗控制的變量與實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論．
（4）由圖象求出提起200N物體時的機械效率，然后應(yīng)用滑輪組公式求出求出每一個動滑輪的重力．應(yīng)用滑輪組公式求出滑輪組效率的表達式．

解答：解：（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第3次實驗時繩端移動距離是鉤碼上升高度的3倍，由圖1所示滑輪組可知，實驗用的是圖甲所示裝置做的實驗；由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第2次實驗時滑輪組的效率：
η=

W有

W總

×100%=

Gh

Fs

×100%=

4N×0.1m

1.4N×0.5m

×100%≈57.1%．
（2）由表中實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)可知，鉤碼重、鉤碼被提升的高度都相同而使用滑輪組不同，滑輪組的效率不同，動滑輪個數(shù)越多，滑輪組效率越低，由此可得：提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率 越低．
（3）由表中實驗1和實驗3的實驗數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組，提升鉤碼的高度相同而鉤碼重力不同，滑輪組效率不同，鉤碼越重，滑輪組效率越高，由此可得：使用同一滑輪組，增加被提升的物重，可以提高滑輪組的機械效率．
（4）①由圖2乙所示圖象可知，當滑輪組提起200N物體時，滑輪組的機械效率是50%，
η=

W有

W總

×100%=

W有

W有+W額

×100%=

Gh

Gh+G動h

×100%=

200N

200N+G動

×100%=50%，G_動=200N；
②滑輪組效率：η=

W有

W總

×100%=

W有

W有+W額

×100%=

Gh

Gh+G動h

×100%=

G

G+200N

×100%；
故答案為：（1）甲；57.1%；（2）越低；（3）增加被提升的物重；（4）①200；②η=

G

G+200N

×100%．

點評：本題考查了實驗數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用控制變量法、認真分析實驗數(shù)據(jù)、應(yīng)用效率公式即可正確解題．