Question

20．某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如下表所示，實驗裝置如圖．

實驗次數 物理量	l	2	3
鉤碼重G/N	4	4	8
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.8	1.4	3.0
繩端移動距離s/m	0.3	0.5	0.3
機械效率η	74%	57%	89%

（1）該實驗要勻速豎直拉彈簧測力計，實驗除圖中所畫出器材外還需要刻度尺；從表中數據可分析出實驗1是用乙圖做的實驗，實驗2是用甲圖做的實驗．
（2）通過實驗1和實驗2的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時．動滑輪的個數越多（或越重），滑輪組的機械效率越小．
（3）比較實驗1和實驗3可得結論：使用同一滑輪組，增加被提升重物可以提高滑輪組的機械效率，故用起重機提升重物時，增加被提升重物 可以提高它的機械效率．

Answer 1

分析 （1）只有在勻速拉動時，拉力的大小才是不變的，彈簧測力計的讀數才是不變的，才能更準確地測出拉力的大�。�在測定滑輪組機械效率的實驗中，要用彈簧測力計測量物重、動滑輪重和拉力的大小，還要用刻度值測量鉤碼提升的高度和測力計移動的距離；知道三次實驗中鉤碼重、拉力大小、機械效率大小，根據效率公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求每次n的大小，即承擔物重的繩子股數，再去選擇；
（2）比較實驗1和2的條件和機械效率大小，可得出動滑輪個數多少對滑輪組機械效率的影響；
（3）比較實驗1和3的條件和機械效率大小，可得出提升物體的重力大小對滑輪組機械效率的影響．

解答 解：
（1）為了使拉力大小不變，更準確地測出拉力的大小，實驗中用力拉彈簧測力計時應使鉤碼勻速上升；實驗器材除圖中所示外，還需要測量鉤碼提升的高度和測力計移動的距離的刻度尺；
在實驗1中，F=1.8N，G=4N，η=74%，
因為η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$=$\frac{4N}{1.8N×n}$=74%，
所以n=3，
同理可求，實驗2中：n′=4，
由此可知，實驗1是用乙裝置，實驗2是用甲裝置做實驗；
（2）實驗1和2中，提升重物相同，距離相同，只是滑輪組不同，尤其是動滑輪的個數不同，實驗2的機械效率低于實驗1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，滑輪組的機械效率越低；
（3）實驗1和3中，滑輪組相同，實驗3提升的重物大于實驗1，機械效率也更高，說明：使用同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高．
故答案為：（1）勻速豎直；刻度尺；乙；甲；（2）越��；（3）被提升重物；增加被提升重物．

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，同時，實驗中分別探究了機械效率高低與動滑輪個數、提升物體重力等多個量的關系，因此，控制變量法的運用也十分關鍵．