Question

5．在“探究影響滑輪組機械效率因素”的試驗中，某同學(xué)用如圖所示的滑輪組做了四次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下：

實驗次數(shù)	鉤碼重	鉤碼提升的高度	測力計的讀數(shù)	測力計移動的距離	有用功（J）	總功（J ）	機械效率
1	4N	9cm	2.2N	27cm	0.36	0.59	60.0%
2	8N	8cm	3.8N	24cm	0.64	0.912	70.2%
3	12N	6cm	5N	18cm	a	b	c
4	12N	6cm	4N	24cm	0.72	0.96	75%

（1）寫出表中A、B、C空格處的數(shù)據(jù)：a．0.72J，b．0.9J，c．80%．
（2）在實驗操作中，要求勻速拉動彈簧測力計，使示數(shù)穩(wěn)定便于讀數(shù)．
（3）分析第1、第2、第3次實驗的數(shù)據(jù)，可得出用同一套輪滑組提升重物時的機械效率主要與重物（鉤碼）有關(guān)，因為重物（鉤碼）增加有用功增加，而額外功幾乎不變，機械效率增大．
（4）分析第3、4次實驗的數(shù)據(jù)，可得出用不同輪滑組提升相同的重物時，機械效率還與動滑輪的重力大�。▊�數(shù)）、與摩擦力的大小有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要會進行W_有用=Gh，W_總=Fs的計算；掌握機械效率的概念，知道機械效率是有用功與總功之比，知道η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$．
（2）要掌握繩端拉力的測量，為正確測量拉力，需使測力計做勻速直線運動．
（3）在動滑輪重相同時，所做額外功相同，提起的物體越重，做的有用功越大，機械效率越高．
（4）動滑輪個數(shù)增加，提升滑輪就要多做額外功，滑輪多則繩子與滑輪間摩擦力大，也要多做額外功．在有用功相同時，額外功多，機械效率低；
在動滑輪重相同時，所做額外功相同，提起的物體越重，做的有用功越大，機械效率越高．

解答 解：（1）W_有用=Gh=12N×0.06m=0.72J，
W_總=Fs=5N×0.18m=0.9J，
η₃=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{0.72J}{0.9J}$=80%
（2）為準確測量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動測力計．
（3）由第1、第2、第3次實驗的數(shù)據(jù)可得：使用同一滑輪組，物體越重，滑輪組的機械效率越高，所以滑輪組的機械效率與被提升的物重有關(guān)，原因是重物（鉤碼）增加有用功增加，而額外功幾乎不變，機械效率增大．
（4）分析第3、4次實驗的數(shù)據(jù)，可得出用不同輪滑組提升相同的重物時，滑輪組的機械效率還與動滑輪的重力大�。▊�數(shù)）、與摩擦力的大小有關(guān)．；
故答案為：（1）0.72；0.9；80%；（2）勻速；（3）重物（鉤碼）；重物（鉤碼）增加有用功增加，而額外功幾乎不變，機械效率增大；（4）動滑輪的重力大小（個數(shù)）、與摩擦力的大�。�

點評 在此實驗中，對滑輪組的分析、機械效率公式的運用是實驗的基礎(chǔ)，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數(shù)、提升物體重力等多個量的關(guān)系，因此，控制變量法的運用也十分關(guān)鍵．