Question

10．某實驗小組的同學用如圖（甲）所示的器材，探究影響滑輪組機械效率的因素．

（1）要提起圖（甲）中的重物，請完成滑輪組的繞線（要求最省力）．
（2）該實驗小組的同學將圖（甲）中的物體換成鉤碼，采用圖（乙）所示的繞線方法，測得滑輪組的機械效率如表所示．

實驗次數(shù)	鉤碼重量G/N	鉤碼上升高度h/m	拉力F/N	拉力F通過 距離s/m	機械效率η/%
1	0.50	0.20	0.42	0.40	60
2	1.00	0.20	0.75	0.40
3	1.50	0.20	1.05	0.40	71
4	2.00	0.20	1.38	0.40	72
5	2.50	0.20	1.68	0.40	74

第二次實驗，滑輪組的機械效率η₂=67%（計算結果保留整數(shù)位）．
（3）請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在上圖的坐標中用光滑曲線畫出η與G的關系圖．
（4）根據(jù)以上信息，可以得出：相同的滑輪組隨著提升物重的增加，滑輪組的機械效率增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）在某一次測量中，將圖（乙）中F的方向改為圖（丙）所示，其它條件不變，滑輪組的機械效率不會改變．（選填“會”或“不會”）

Answer 1

分析 （1）由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，其最省力的繞線方法就是由三段繩子承擔物重，據(jù)此來進行繞線；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$可求出機械效率的大��；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，先畫點，再描線即可；
（4）結合圖線的變化趨勢或分析表中的數(shù)據(jù)，均可得出隨著物重的增加，機械效率的變化情況；
（5）觀察圖可知，繩端最后繞過的是定滑輪，定滑輪只起改變力的方向的作用，對力的大小不會產(chǎn)生影響．

解答 解：
（1）分析可知，滑輪組最省力的繞法是由三段繩子承擔物重，故其繞繩如下：

（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，代入公式計算得：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×0.2m}{0.75N×0.4m}$≈67%；
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，先畫點再描線，如下圖所示：

（4）讀取圖象可獲得信息，隨著物重的增大，滑輪組的機械效率逐漸增大；
（5）讀圖可知，繩端最后繞過的是定滑輪，定滑輪只改變力的方向，不影響力的大小，因此，拉力的最終方向不影響力的大小變化，機械效率當然也就不會變化．
故答案為：（1）見上圖；（2）67；（3）見上圖；（4）增大；（5）不會．

點評 本題考查的內容較為全面，包括滑輪組的繞線方法、利用實驗數(shù)據(jù)畫點描線、利用機械效率公式進行簡單的計算、對滑輪組機械效率大小的影響因素進行全面的分析等，都是我們日常學習中應該多加練習的內容，值得關注．