Question

如圖是同學(xué)們用來測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）如果鉤碼總重5.0N，每個(gè)滑輪重0.7N，不計(jì)繩重與摩擦，則鉤碼靜止時(shí)，拉力是______N．
（2）為了準(zhǔn)確測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，應(yīng)豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼上升．
（3）下表是某同學(xué)測(cè)圖所示滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)記錄，請(qǐng)你幫他完成未填寫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

項(xiàng)目	鉤碼重G/N	拉力F/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S/cm	有用功W有/J	總功W總/J	機(jī)械效率η
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)	5.0	2.5	10

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在全班交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，哪些因素會(huì)影響滑輪組的機(jī)械效率呢？
經(jīng)過大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種：
猜想1：可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；
猜想2：可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；
猜想3：可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)；
猜想4：可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)．
小明和小強(qiáng)分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)記錄如下表．
   小明的實(shí)驗(yàn)記錄

物理量 控制因素	鉤碼重G/N	繩端拉力F/N	機(jī)械效率η
較小提升速度	10	4.2	79.4%
較大提升速度	10	4.2	79.4%
探究結(jié)果

  小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)記錄

物理量 控制因素	鉤碼重G/N	繩端拉力F/N	機(jī)械效率η
大致相同的提升速度	10	4.2	79.4%
	15	6.0
探究結(jié)果

①請(qǐng)幫助小強(qiáng)完成表中的一項(xiàng)計(jì)算，其數(shù)據(jù)是______．
②根據(jù)他倆的實(shí)驗(yàn)記錄，可得出小明的探究結(jié)果是______；小強(qiáng)的探究結(jié)果是______．
③歸納他倆的實(shí)驗(yàn)探究，你所得到的結(jié)論是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，根據(jù)滑輪組的省力公式F=計(jì)算拉力的大小；
（2）根據(jù)二力平衡的知識(shí)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的力是平衡力；
（3）彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S和鉤碼上升的高度h的關(guān)系是S=nh，有用功等于鉤碼重和上升高度的乘積，總功等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力和移動(dòng)距離的乘積，機(jī)械效率等于有用功和總功的比值；
（4）①小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)記錄中缺少機(jī)械效率，可以根據(jù)η===計(jì)算；
②根據(jù)小明和小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)記錄中，相同因素和不同因素，比較機(jī)械效率的大小得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
③將小明和小強(qiáng)的結(jié)論加以整合，就可以的出實(shí)驗(yàn)的總結(jié)論．
解答：解：（1）與動(dòng)滑輪相連的繩子有3段，根據(jù)省力公式，
所以彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F===1.9N；
答：拉力是1.9N．
（2）實(shí)驗(yàn)中研究的是繩子拉力，只有鉤碼勻速上升時(shí)，受到平衡力的作用，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才等于繩子的拉力；
答：勻速．
（3）①鉤碼上升的高度h=10cm，根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S和鉤碼上升的高度h的關(guān)系，
∴彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離S=nh=3×10cm=30cm；
②有用功等于鉤碼重和上升高度的乘積，
∴有用功：W_有用=Gh=5.0N×0.1m=0.5J；
③總功等于彈簧測(cè)力計(jì)拉力和移動(dòng)距離的乘積，
∴總功：W_總=FS=2.5N×0.3m=0.75J；
④機(jī)械效率等于有用功和總功的比值，
∴η==×100%=66.7%．
答：30、0.5、0.75、66.7%．
（4）①小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率η==×100%=83.3%；
②小明的探究中，鉤碼重力相同，提升的速度不同，機(jī)械效率相同，所以滑輪組的機(jī)械效率與勻速提升的速度大小無關(guān)；
小強(qiáng)的探究中，提升的速度相同，鉤碼的重力不同，機(jī)械效率不同，所預(yù)滑輪組的機(jī)械效率與被提升的鉤碼重有關(guān)．
③整合兩人的結(jié)論，可以得出的結(jié)論是：同一滑輪組的機(jī)械效率的高低與被提升的鉤碼重有關(guān)，被提升的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
答：①83.3%；
②小明的探究結(jié)果是：滑輪組的機(jī)械效率與勻速提升的速度大小無關(guān)；
小強(qiáng)的探究結(jié)果是：滑輪組的機(jī)械效率與被提升的鉤碼重有關(guān)；
③同一滑輪組的機(jī)械效率的高低與被提升的鉤碼重有關(guān)，被提升的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越高．
點(diǎn)評(píng)：（1）根據(jù)滑輪組機(jī)械效率計(jì)算公式η===，實(shí)際計(jì)算時(shí)，也可以用η=計(jì)算滑輪組機(jī)械效率的大��；
（2）同一滑輪組機(jī)械效率不是固定不變的，提升物體越重，機(jī)械效率越大