Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組在測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼上升．
（2）通過表中數(shù)據(jù)可分析出第二次實(shí)驗(yàn)是用乙（選填“甲”或“乙”）圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)．
（3）通過實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)越多（動滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī)械效率越低（選填“越高”、“不變”或“越低”）．
（4）比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率越高．

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量	1	2	3
鉤碼重G/N	4	4	6
鉤碼上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
繩端拉力F/N	1.8	1.6	2.4
繩端移動距離s/m	0.3	0.4
機(jī)械效率η	74.1%	62.5%

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計(jì)；
（2）通過觀察承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，再分析表格中s與h的關(guān)系，可判斷實(shí)驗(yàn)2是用哪個(gè)裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)；
（3）根據(jù)和（2）相同的方法判斷完成第1次實(shí)驗(yàn)所用的裝置；比較實(shí)驗(yàn)1和2的相同的量和變化的量，得出機(jī)械效率與變化量的關(guān)系；
（4）求出第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率，比較實(shí)驗(yàn)1和3的相同的量和不同的量，可得出機(jī)械效率與變化量的關(guān)系．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計(jì)，只有這樣，物體處于平衡狀態(tài)，此時(shí)拉力等于測力計(jì)的示數(shù)；
（2）由表中數(shù)據(jù)知，第2次實(shí)驗(yàn)繩子的有效段數(shù)：
n=$\frac{s}{h}=\frac{0.4m}{0.1m}$=4，故是用乙裝置做實(shí)驗(yàn)；
（3）用和（2）相同的方法確定第1次實(shí)驗(yàn)中繩子的有效段數(shù)n=3，故第1次實(shí)驗(yàn)是用甲裝置做實(shí)驗(yàn)；
實(shí)驗(yàn)1和2中，提升重物相同，只是滑輪組不同，動滑輪的個(gè)數(shù)不同，實(shí)驗(yàn)2的動滑輪的個(gè)數(shù)較多，實(shí)驗(yàn)2的機(jī)械效率低于實(shí)驗(yàn)1，因此可得出：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時(shí)，動滑輪的個(gè)數(shù)越多，滑輪組的機(jī)械效率越低；
（4）由題目條件“比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3，使用同一滑輪組”可知，實(shí)驗(yàn)3是用甲裝置完成的實(shí)驗(yàn)，
繩子的有效段數(shù)n=3，繩子自由端移動的距離s₃=3×0.1m=0.3m；
第3次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率：
η₃=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{Gh}{F{s}_{3}}$×100%=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%＞74.1%．
實(shí)驗(yàn)1和3中，實(shí)驗(yàn)3提升的重物大于實(shí)驗(yàn)1，機(jī)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(jī)械效率越高．
故答案為：（1）勻速；   （2）乙；（3）越低； （4）提升的物體越重，機(jī)械效率越高．

點(diǎn)評 本題測滑輪組機(jī)械效率，考查實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、影響機(jī)械效率的因素、控制變量法的運(yùn)用等知識，關(guān)鍵是正確判斷完成實(shí)驗(yàn)所用的裝置，找到不變的量和變化的量分析得出結(jié)論．