Question

5．如圖所示是某小組“測滑輪組機械效率”的實驗．
（1）實驗原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；
（2）實驗中應選用的測量工具是彈簧測力計和刻度尺
（3）測量時，必須豎直向上勻速拉動彈簧測力計；
（4）在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下：（忽略繩重及摩擦）

次數(shù)	鉤碼重G/N	上升高度h/cm	彈簧測力計示數(shù)F/N	繩端移動距離s/cm
1	2	10	0.8	40
2	5		1.5	20

a．在以上數(shù)據(jù)中漏記是實驗數(shù)據(jù)應是5；
b．第一次實驗測得滑輪組的機械效率為62.5%，第二次實驗時滑輪組的機械效率大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）第一次的機械效率；
c．結論：若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組的機械效率將增大．（選填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）機械效率的測量原理：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%；
（2）根據(jù)測量原理，實驗中需要彈簧測力計測出物體的重力和繩端的拉力，用刻度尺測出物體上升的高度和繩端移動的距離；
（3）利用力的平衡條件，只有勻速拉動彈簧測力計，測力計的示數(shù)才等于拉力的大��；
（4）a、根據(jù)繩端移動的距離由s=nh得出h的大��；
b、利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%求出第一次和第二次實驗測得滑輪組的機械效率，然后比較兩者的大小；
c、比較兩次實驗可知，使用同一滑輪組提升不同的重物時，額外功不變，有用功占總功的比例不同，滑輪組的機械效率不同．

解答 解：
（1）實驗原理是η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；
（2）由實驗原理可知，直接測得的物理量是：物重G、繩子自由端拉力F、物體上升高度h、自由端移動距離s，實驗中應選用的測量工具是：彈簧測力計、刻度尺；
（3）根據(jù)力的平衡可知，只有豎直方向勻速拉動彈簧測力計，彈簧測力計的示數(shù)才等于拉力的大��；
（4）a、由題意知，滑輪組由4段繩子承擔物重，第二組數(shù)據(jù)s=20cm，所以h=$\frac{1}{4}$×20cm=5cm；
b、η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{Fs}$×100%可知：
第一次實驗滑輪組的機械效率η₁=$\frac{{G}_{1}{h}_{1}}{{F}_{1}{s}_{1}}$×100%=$\frac{2N×0.1m}{0.8N×0.4m}$×100%=62.5%，
第二次實驗滑輪組的機械效率η₂=$\frac{{G}_{2}{h}_{2}}{{F}_{2}{s}_{2}}$×100%=$\frac{5N×0.5m}{1.5N×0.2m}$×100%≈83.3%，
所以η₁＜η₂；
c、分析第一次和第二次實驗數(shù)據(jù)可知，若僅增加鉤碼的個數(shù)，滑輪組所做的有用功增大，額外功不變，有用功占總功的比例增大，滑輪組的機械效率增大．
故答案為：
（1）η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%；
（2）刻度尺；
（3）豎直向上勻速；
（4）a、5；b、62.5%；大于；c、增大．

點評 本題考查了滑輪組機械效率的測量實驗和影響滑輪組機械效率的因素，關鍵是知道實驗的原理和會根據(jù)控制變量法分析實驗數(shù)據(jù)得出結論．