Question

在“探究哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某小組利用如圖所示裝置測(cè)得了四組數(shù)據(jù)，如表所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼重G/N	釣碼上升的高度h/cm	測(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/m
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上

勻速

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（2）前三次實(shí)驗(yàn)中，第

3

次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)剔除．
（3）第四次實(shí)驗(yàn)中，有用功是

0.3

J，總功是

0.36

J，滑輪組的機(jī)械效率為

83.3%

．
（4）根據(jù)以上信息，請(qǐng)判斷：該小組設(shè)計(jì)這四次實(shí)驗(yàn)的目的是為了探究滑輪組的機(jī)械效率與

物體被提起的高度

是否有關(guān)．
（5）若僅增加物體的重，該滑輪組的機(jī)械效率將

增大

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．（不計(jì)摩擦）
（6）滑輪組的機(jī)械效率可能還與其它因素有關(guān)，請(qǐng)你作出恰當(dāng)?shù)牟孪耄夯�輪組的機(jī)械效率與

動(dòng)滑輪的重力

有關(guān)（寫出其它一種影響因素即可）．

Answer 1

分析：（1實(shí)驗(yàn)過程中，為了準(zhǔn)確測(cè)量拉力，需要使測(cè)力計(jì)勻速運(yùn)動(dòng)．
（2要解決此題，需要掌握繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系：s=nh．
（3）掌握有用功、總功、機(jī)械效率的概念．在此題中有用功是克服鉤碼的重力做的功；總功時(shí)拉力F做的功；機(jī)械效率等于有用功與總功之比．
（4）要得出結(jié)論，需要注意分析表格中各數(shù)據(jù)，分析改變的量，機(jī)械效率的變化是由哪個(gè)物理量的變化引起的．
（5）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

分析出機(jī)械效率的變化；
（6）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

作出分析和解答．

解答：解：（1）在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，這樣彈簧測(cè)力計(jì)處于平衡狀態(tài)，其示數(shù)才能夠反映拉力的大��；
（2）前三次實(shí)驗(yàn)中，1、2兩次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離都是物體上升高度的3倍，可知此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，而第三次繩端移動(dòng)距離與鉤碼上升高度的關(guān)系錯(cuò)誤，所以應(yīng)當(dāng)剔除．
（3）第四次實(shí)驗(yàn)的鉤碼重G=3N，鉤碼上升高度h=10cm=0.1m．
所以有用功為：W_有用=Gh=3N×0.1m=0.3J；
測(cè)力計(jì)示數(shù)即拉力為F=1.2N，繩端移動(dòng)距離為s=30cm=0.3m，
所以總功為：W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J；
所以機(jī)械效率為：η=

W有用

W總

×100%=

0.3J

0.36J

×100%≈83.3%．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，在4次實(shí)驗(yàn)中鉤碼上升的高度不斷發(fā)生變化，所以是探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)．
（5）若僅增加物體的重，根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

可知，在額外功不變的情況下，物重越大，機(jī)械效率會(huì)越大；
（6）根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Gh+W額

=

1

1+ W額 Gh

可知，滑輪組的機(jī)械效率還與額外功的多少有關(guān)，在使用滑輪組的過程中，克服摩擦、克服動(dòng)滑輪重做的功都是額外功，所以滑輪組的機(jī)械效率與摩擦力的大小，動(dòng)滑輪重的大小有關(guān)．
故答案為：（1）勻速；（2）3；（3）0.3；0.36；83.3%；（4）物體被提起的高度；（5）增大；（6）動(dòng)滑輪的重力．

點(diǎn)評(píng)：本題是測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算；一定要知道有用功、總功的求法，掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，同時(shí)要知道繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系；考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析問題的能力．