Question

在“測滑輪組機械效率”的實驗中，小明用如圖甲所示的滑輪組進行了五次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗 次數(shù)	物重 G/N	物體上升的高度h/cm	測力計的示數(shù)F/N	測力計移動的距離s/cm
1	4	3	1.7	9
2	4	5	1.7	15
3	4	8	1.7	24
4	6	5	2.4	15
5	8	5	3.0	15

（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：①第3次實驗中滑輪組的機械效率是________；
②滑輪組的機械效率與________無關(guān)，隨________的增大而增大；
（2）小紅在小明實驗的基礎(chǔ)上多使用一個滑輪進行了實驗，如圖乙所示．
①設(shè)小紅所用的動滑輪總重為2N，若忽略繩重及摩擦，則勻速提起4N的重物時所用的拉力為________N；
②小紅和小明在使用各自的滑輪組提升相同的重物時，所測的機械效率分別為η₁、η₂，則η₁________η₂（＞/＜/=），其道理是________．

Answer 1

解：（1）①第3次實驗中滑輪組的機械效率：
η=×100%=×100%=×100%≈78.4%；
②根據(jù)η=×100%=×100%可得，剩余4次滑輪組的機械效率分別為：
η₁=η₂≈78.4%，η₄≈83.3%，η₅≈88.9%，
分析1、2、3數(shù)據(jù)可知，同一個滑輪組提起的物質(zhì)相等，物體上升的高度相等，滑輪組的機械效率相等，故滑輪組的機械效率與物體上升的高度無關(guān)；
分析2、4、5數(shù)據(jù)可知，同一個滑輪組提起物體上升的高度相同，物重越大，滑輪組的機械效率越高，故滑輪組的機械效率隨所提物體重力的增大而增大；
（2）①由乙圖可知繩子的有效股數(shù)n=4，
拉力F=（G_物+G_動）=×（4N+2N）=1.5N；
②因為提升相同的重物，所以有用功保持不變，而由于增加動滑輪使得克服動滑輪的重力所做的額外功變多，故機械效率η會變小即η₁＜η₂．
故答案為：
（1）①78.4%；②物體上升的高度；所提物體重力；
（2）①1.5；②＜；小紅所用滑輪組的動滑輪的重力較大．
分析：（1）①根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=×100%求出第3次實驗中滑輪組的機械效率；
②根據(jù)η=×100%=×100%分別求出剩余4次滑輪組的機械效率，然后分析表格數(shù)據(jù)得出滑輪組的機械效率與物體上升高度和滑輪組的機械效率與物體重力之間的關(guān)系；
（2）①由乙圖可知繩子的有效股數(shù)，根據(jù)F=（G_物+G_動）求出拉力的大��；
②根據(jù)提升相同的重物可知有用功不變，而增加動滑輪會使額外功增加，從而可推知兩滑輪組機械效率之間的關(guān)系．
點評：本題考查了滑輪組機械效率和拉力的計算，關(guān)鍵是會根據(jù)控制變量法分析得出滑輪組機械效率與物體上升高度和物重之間的關(guān)系．