Question

在“探究有哪些因素影響滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，某小組利用如圖所示裝置測得了四組數(shù)據(jù)，如下表所示．

實(shí)驗(yàn) 次數(shù)	鉤碼重 G（N）	鉤碼上升的高度 h（cm）	測力計(jì)的示數(shù) F（N）	測力計(jì)移動(dòng)的距離 s（cm）
1	3	2	1.2	6
2	3	5	1.2	15
3	3	8	1.2	26
4	3	10	1.2	30

（1）根據(jù)上表數(shù)據(jù)畫出如圖所示滑輪組繩子的繞法．
（2）前三次實(shí)驗(yàn)中，第

3

次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)明顯出現(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)剔除．
（3）第四次實(shí)驗(yàn)中，有用功是

0.3

J，總功是

0.36

J，滑輪組的機(jī)械效率為

83.3%

．
（4）根據(jù)以上信息，請(qǐng)判斷：該小組設(shè)計(jì)這四次實(shí)驗(yàn)的目的是為了探究滑輪組的機(jī)械效率與

鉤碼上升的高度

是否有關(guān)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)s=nh結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)求出繩子的有效股數(shù)，然后根據(jù)“動(dòng)奇定偶”組裝滑輪組；
（2）分析表格中，每次滑輪組繩子的有效股數(shù)即可判斷前三次實(shí)驗(yàn)中不合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
（3）根據(jù)W=Gh求出有用功，根據(jù)W=Fs求出總功，利用η=

W有

W總

求出第四次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率；
（4）分析表格中各數(shù)據(jù)中變化的量，即可得出機(jī)械效率的變化是由哪個(gè)物理量的變化引起的．

解答：解：（1）由表格中實(shí)驗(yàn)1、2、4數(shù)據(jù)中數(shù)值可知，n=

s

h

=3，即滑輪組繩子的有效股數(shù)為3，
由“動(dòng)奇定偶”可知應(yīng)從動(dòng)滑輪開始纏繞，如下圖所示：

（2）前三次實(shí)驗(yàn)中，1、2兩次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離都是物體上升高度的3倍，可知此滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，
而第三次繩端移動(dòng)距離與鉤碼上升高度的關(guān)系錯(cuò)誤，所以應(yīng)當(dāng)剔除．
（3）第四次實(shí)驗(yàn)中，
有用功：
W_有=Gh=3N×0.1m=0.3J，
總功：
W_總=Fs=1.2N×0.3m=0.36J，
機(jī)械效率：
η=

W有

W總

=

0.3J

0.36J

≈83.3%．
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，在4次實(shí)驗(yàn)中鉤碼上升的高度不斷發(fā)生變化，
所以是探究滑輪組機(jī)械效率與鉤碼上升的高度是否有關(guān)．
故答案為：
（1）如上圖所示；       
（2）3；           
（3）0.3；0.36；83.3%；      
（4）鉤碼上升的高度．

點(diǎn)評(píng)：本題是測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，主要考查了有關(guān)滑輪組的有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算以及滑輪組的組裝；明確有用功和總功，同時(shí)知道繩端移動(dòng)距離與物體上升高度之間的關(guān)系是關(guān)鍵；還要注意影響滑輪組機(jī)械效率的因素．