Question

17．某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖甲、乙、丙所示．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	鉤碼重 G/N	鉤碼上升高 度h/m	有用功 W有/J	彈簧測(cè)力計(jì) 讀數(shù)F/N	彈簧測(cè)力計(jì) 移動(dòng)距離s/m	總功 W總/J	機(jī)械效 率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（1）在表中的空格處填上適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；（機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示，保留一位小數(shù)）
（2）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；
（3）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．（選填“高”或“低”）．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論推測(cè)，若使用乙滑輪組再次將重6N的物體勻速提升0.1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率可能為C（只填序號(hào)）A.71.6%   B.82.4%    C.89.5%
（5）第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多，動(dòng)滑輪自重增大，對(duì)動(dòng)滑輪所做的額外功增大（選填“增大”或“減小”），因而，由第2、3次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重有關(guān)．
（6）綜合上述結(jié)論，提高機(jī)械效率的方法有增大有用功，減小額外功（選填“增大”或“減小”）
（7）鄰桌 的小軍用乙滑輪組提起0.5N重的鉤碼時(shí)恰好不省力，此時(shí)他的滑輪組的機(jī)械效率為33.3%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Gh求出第3次實(shí)驗(yàn)的有用功，根據(jù)機(jī)械效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出效率的大小；
（2）利用二力平衡的條件可知，只有讓鉤碼勻速上升，此時(shí)滑輪對(duì)鉤碼的拉力的大小才會(huì)等于鉤碼的重力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于拉力的大��；
（3）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，鉤碼升高的距離相同，繩子自由端移動(dòng)的距離相同，說明使用的是同一裝置，所做的額外功相同，提起的重物不同，機(jī)械效率不同據(jù)此得出結(jié)論；
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，知道該滑輪組將4N的物體勻速提升時(shí)的機(jī)械效率，根據(jù)使用同一個(gè)滑輪組時(shí)，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高的特點(diǎn)即可判斷該滑輪組將6N的物體勻速提升時(shí)的機(jī)械效率；
（5）提起的重物相同，升高的距離相同，有用功相同，動(dòng)滑輪越重，額外功增大，總功增大，機(jī)械效率越�。�所以滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重有關(guān)；
（6）要解答此題首先要知道機(jī)械效率的概念---有用功與總功的比值，要提高機(jī)械效率就是要提高有用功在總功中所占的比例，除了增大有用功之外，還可以減小額外功；
（7）用同一滑輪組提起0.5N重的鉤碼時(shí)恰好不省力，即F=G=0.5N，利用機(jī)械效率公式計(jì)算即可．

解答 解：
（1）第3次實(shí)驗(yàn)中：有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J，機(jī)械效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{0.4J}{0.55J}$×100%≈72.7%；
（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼上升；
（3）比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)可知，甲乙是同一個(gè)滑輪組，甲提起2N的物體，乙提起4N的物體，其他的條件相同，甲的機(jī)械效率是74.1%，乙的機(jī)械效率是83.3%，所以，使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高；
（4）該滑輪組將4N的物體勻速提升時(shí)的機(jī)械效率為83.3%，由于使用同一個(gè)滑輪組時(shí)，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率越高，則使用該滑輪組再次將6N的物體勻速提升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)大于83.3%，故C選項(xiàng)符合；
（5）由實(shí)驗(yàn)2、3得，有用功相同，總功增大，額外功增大，機(jī)械效率降低；所以滑輪組的機(jī)械效率跟動(dòng)滑輪的重有關(guān)；
（6）要提高機(jī)械效率，除了增大物重以增大有用功之外，還可以減小額外功，有用功一定時(shí)，額外功越少，有用功在總功中所占的比例就越大，機(jī)械效率就越高；
（7）由已知條件，F(xiàn)=G=0.5N，所以機(jī)械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{0.5N}{3×0.5N}$×100%≈33.3%．
故答案為：（1）0.4；72.7%；（2）勻速；（3）高；（4）C；（5）增大；動(dòng)滑輪重；（6）減小；（7）33.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響滑輪組機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)，要知道物體越重，做的有用功越多，機(jī)械效率越高；動(dòng)滑輪越多，所做的額外功越多，滑輪組的機(jī)械效率越低．