Question

9．用如圖所示的裝置按順序依次做“探究滑輪組機械效率和哪些因素有關(guān)”的實驗．
（1）實驗時分別掛上相同的鉤碼并且拉著鉤碼緩慢勻速上升．
（2）實驗時不考慮繩重及摩擦，塑料滑輪、鋁制滑輪及鐵制滑輪外形相同、材質(zhì)不同，則拉力F₁、F₂、F₃的大小關(guān)系是F₁＜F₂＜F₃；機械效率η₁、η₂、η₃的大小關(guān)系是η₁＞η₂＞η₃．

Answer 1

分析 （1）由二力平衡的條件可知，只有物體做勻速直線運功時，彈簧測力計的示數(shù)和繩子的拉力相等；
（2）三個滑輪組將同一物體勻速提升至相同的高度，在不計繩重和機械摩擦的情況下，有用功就是提升重物所做的功，總功就是拉力F所做的功，額外功就是提升動滑輪所做的功，分別用物重、滑輪重以及提升物體繩子的條數(shù)表示出機械效率和拉力即可求出比值．

解答 解：
（1）由二力平衡的條件可知，只有豎直向上勻速拉動彈簧測力計時，彈簧測力計的示數(shù)才和繩子的拉力相等．
（2）根據(jù)塑料滑輪、鋁制滑輪及鐵制滑輪外形相同、材質(zhì)不同，可知三組動滑輪重力的關(guān)系為：G_塑料＜G_鋁＜G_鐵，圖中滑輪組繩子的段數(shù)為n=3，由題意知，不計繩重和摩擦，使用滑輪組時拉力F=$\frac{1}{3}$（G+G_動），在提升相同的重物時，動滑輪越重，拉力越大，所以F₁＜F₂＜F₃；
用圖中三個滑輪組將重量相同的物體勻速提升相同高度，說明有用功是相等的，使用動滑輪時要克服動滑輪的重做額外功，動滑輪越重，額外功越多，機械效率越低，所以η₁＞η₂＞η₃．
故答案為：（1）勻速；（2）F₁＜F₂＜F₃；η₁＞η₂＞η₃．

點評 本題考查了二力平衡條件的應用和探究影響滑輪組機械效率的因素，側(cè)重考查了控制變量法的應用．是一道很好的題目．