Question

7．學(xué)習(xí)了“機(jī)械效率”后，小明知道了同一動(dòng)滑輪提升不同重物機(jī)械效率不同．他想知道自重不同的動(dòng)滑輪提升相同重物機(jī)械效率是否相同．小明用如圖所示裝置，選用三個(gè)自重不同的動(dòng)滑輪進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	動(dòng)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(cè)力計(jì)的示數(shù)F/N	彈簧測(cè)和計(jì)移動(dòng)的距離s/cm	動(dòng)滑輪的機(jī)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(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)要分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置，目的是為了測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離．
（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．
（3）第③次實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為75%，此時(shí)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(jié)論是：動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)．
（5）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體的重量有關(guān)，應(yīng)該選用相同（同一/不同）重量的動(dòng)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(shí)驗(yàn)中需要測(cè)出鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要?jiǎng)蛩僦本�拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
（3）第③次實(shí)驗(yàn)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(jī)械效率，根據(jù)W=Gh求出克服動(dòng)滑輪做的額外功，總功減去有用功、克服動(dòng)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(dòng)滑輪的重力和機(jī)械效率之間的關(guān)系，然后得出結(jié)論；
（5）要探究機(jī)械效率與物體的重量之間的關(guān)系，應(yīng)保持其它因素相同，改變提升物體的重量．

解答 解：（1）為了測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離，從而計(jì)算有用功和總功，應(yīng)分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置；
（2）實(shí)驗(yàn)中要豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，便于讀數(shù)；
（3）第③次實(shí)驗(yàn)中，總功：
W_總=Fs=4.0N×0.1m=0.4J，
有用功：
W_有=Gh=6N×0.05m=0.3J，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{0.3J}{0.4J}$×100%=75%，
克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功：
W_動(dòng)=G_動(dòng)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(dòng)=0.4J-0.3J-0.075J=0.025J；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，動(dòng)滑輪自重越大，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率越低，
故可得結(jié)論：動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)；
（5）要研究滑輪組機(jī)械效率高低是否與物體的重量有關(guān)，應(yīng)選用相同重量的動(dòng)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(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離；
（2）勻速；
（3）75%；0.025；
（4）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的自重有關(guān)；
（5）相同；不同．

點(diǎn)評(píng) 本題主要是探究滑輪組機(jī)械效率的影響因素及滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算，要掌握效率的計(jì)算公式，知道使有用功與總功的比值．同時(shí)掌握控制變量法的應(yīng)用，注意探究過(guò)程中應(yīng)改變的量和不變的量．