Question

15．某實驗小組在測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	2.4
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(yīng)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(shù)據(jù)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(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（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機械效率低（選填“越高”、“不變”或“越低”）．
（4）小組同學(xué)再用第1次實驗中使用的裝置做第3次試驗，表中第3次試驗中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動距離S=0.3 m，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(jié)論：使用同一滑輪組，增大提升的物重，可以提高滑輪組的機械效率．
（6）如果沒有刻度尺，能否測出機械效率？能為什么？知道滑輪組繩子的股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要測出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機械效率．．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)豎直勻速拉動測力計，這樣拉力大小不變，彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定；
（2）根據(jù)s=nh確定繩子的股數(shù)，判斷是哪一個滑輪組；
（3）比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數(shù)多少對滑輪組機械效率的影響；
（4）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出繩子移動的距離，應(yīng)用效率公式求出滑輪組效率；
（5）比較實驗1和3的條件和機械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機械效率的影響；
（6）實驗中只要測出物重G和拉力F就可以根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑輪組的機械效率．

解答 解：
（1）實驗中應(yīng)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中，s₂=0.4m，h₂=0.1m，
所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.4m}{0.1m}$=4，所以實驗2是用乙圖做的實驗；
（3）由表中第1次實驗和第2次實驗的數(shù)據(jù)可知，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（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機械效率越低；
（4）由表中第1次實驗數(shù)據(jù)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）比較實驗數(shù)據(jù)1和3可知，使用同一滑輪組，增大提升的物重，可以提高滑輪組的機械效率；
（6）知道滑輪組繩子的股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要測出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機械效率，所以如果沒有刻度尺，實驗是可以進(jìn)行的．
故答案為：（1）勻速；（2）乙；（3）低；（4）0.3；83.3%；（5）增大提升的物重可以提高滑輪組的機械效率；（6）能；知道滑輪組繩子的股數(shù)，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要測出物重G和拉力F就可以求出滑輪組的機械效率．

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(chǔ)，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數(shù)、提升物體重力等多個量的關(guān)系，因此，控制變量法的運用也十分關(guān)鍵．