Question

18．在“測量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小麗用如圖所示的同一滑輪組提升不同鉤碼的方法，分別做了甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	鉤碼所受的重力G/N	提升高度 h/m	拉力 F/N	繩端移動的距離s/m	機(jī)械效率η
1	2	0.05	1.0	0.15	66.7%
2	4	0.05	1.7	0.15	78.4%
3	6	0.05	①	0.15	②

（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高．
（2）表格中編號①處數(shù)據(jù)應(yīng)為2.4，編號②處數(shù)據(jù)應(yīng)為83.3%．
（3）分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：同一滑輪組的機(jī)械效率主要與提升物體的重力有關(guān)．
（4）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，提升相同的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率不變（選填“變大”“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高；
（2）由圖中測力計(jì)分度值為讀數(shù)；
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率；
（3）分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出相同的量和變化的量，可以得出機(jī)械效率與變化量的關(guān)系；
（4）不計(jì)摩擦及繩重，故額外功為克服動滑輪自重做的功，分別寫出有用功和總功的表達(dá)式，
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100% 分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高，此時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計(jì)示數(shù)等于拉力大小；
（2）圖中測力計(jì)分度值為0.2N，示數(shù)為2.4N，即繩端的拉力F=2.4N；
第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.05m}{2.4N×0.15m}$×100%≈83.3%；
故表格中編號①處數(shù)據(jù)應(yīng)為2.4，編號②處數(shù)據(jù)應(yīng)為83.3%；
（3）分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：使用同一滑輪組，提升物體的重力越大，機(jī)械效率越高，滑輪組機(jī)械效率主要與提升物體的重力有關(guān)；
（4）若將此滑輪組換一種繞繩方法，不計(jì)摩擦及繩重，
則額外功為克服動滑輪自重做的功，即：W_額外=G_動h，
提升相同的物體時(shí)，有用功：W_有用=Gh，
總功：W_總=G_動h+Gh，
滑輪組的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{{G}_{動}h+Gh}$×100%，因G_動、G均不變，故滑輪組的機(jī)械效率不變．
故答案為：（1）勻速；（2）2.4；83.3%；（3）提升物體的重力；（4）不變．

點(diǎn)評 本題測量滑輪組的機(jī)械效率，考查注意事項(xiàng)、測力計(jì)讀數(shù)、機(jī)械效率計(jì)算、控制變量法的運(yùn)用、數(shù)據(jù)分析及影響機(jī)械效率大小的因素．