Question

7．學習了“機械效率”后，小明知道了同一動滑輪提升不同重物機械效率不同．他想知道自重不同的動滑輪提升相同重物機械效率是否相同．小明用如圖所示裝置，選用三個自重不同的動滑輪進行了實驗，測得數(shù)據(jù)如表所示．

實驗序號	動滑輪重G0/N	被提升鉤碼重力G/N	鉤碼上升的高度h/cm	彈簧測力計的示數(shù)F/N	彈簧測和計移動的距離s/cm	動滑輪的機械效率η
①	0.2	6	5	3.2	10	93.8%
②	0.5	6	5	3.4	10	88.2%
③	1.5	6	5	4.0	10	/

（1）實驗開始時要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置，目的是為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離．
（2）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計．
（3）第③次實驗中，動滑輪的機械效率為75%，此時克服繩重與摩擦而做的額外功為0.025J．
（4）分析表中數(shù)據(jù)，可得出的結論是：動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關．
（5）要研究滑輪組機械效率高低是否與物體的重量有關，應該選用相同（同一/不同）重量的動滑輪組成的滑輪組，提升不同（相同/不同）重量的物體去研究．

Answer 1

分析 （1）由η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可知，實驗中需要測出鉤碼和彈簧測力計移動的距離；
（2）實驗過程中要勻速直線拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
（3）第③次實驗中，根據(jù)W=Fs求出總功，根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)η=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出滑輪組的機械效率，根據(jù)W=Gh求出克服動滑輪做的額外功，總功減去有用功、克服動滑輪重力做的額外功即為克服繩重與摩擦而做的額外功；
（4）分析動滑輪的重力和機械效率之間的關系，然后得出結論；
（5）要探究機械效率與物體的重量之間的關系，應保持其它因素相同，改變提升物體的重量．

解答 解：（1）為了測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離，從而計算有用功和總功，應分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置；
（2）實驗中要豎直向上勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
（3）第③次實驗中，總功：
W_總=Fs=4.0N×0.1m=0.4J，
有用功：
W_有=Gh=6N×0.05m=0.3J，
動滑輪的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{0.3J}{0.4J}$×100%=75%，
克服動滑輪重力所做的額外功：
W_動=G_動h=1.5N×0.05m=0.075J，
克服繩重與摩擦而做的額外功：
W_額=W_總-W_有-W_動=0.4J-0.3J-0.075J=0.025J；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，動滑輪自重越大，動滑輪的機械效率越低，
故可得結論：動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關；
（5）要研究滑輪組機械效率高低是否與物體的重量有關，應選用相同重量的動滑輪組成的滑輪組，提升不同重量的物體去研究．
故答案為：
（1）測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離；
（2）勻速；
（3）75%；0.025；
（4）動滑輪的機械效率與動滑輪的自重有關；
（5）相同；不同．

點評 本題主要是探究滑輪組機械效率的影響因素及滑輪組機械效率的計算，要掌握效率的計算公式，知道使有用功與總功的比值．同時掌握控制變量法的應用，注意探究過程中應改變的量和不變的量．