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    12．用如图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系：（忽略绳重和摩擦）
    （1）实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计；
    （2）若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为0.2m/s
    （3）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低．
    （4）分析图象中的A点可知，被提升物体所受的重力为3N．
    （5）某同学想进一步探究滑轮组的机械效率η是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，请在丙图中画出最省力的绳子的绕法．

    分析 （1）实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计；
    （2）判断绳子的有效段数，根据绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为s=nh推导出绳子自由端移动的速度与物体上升速度的关系求解；
    （3）分析图乙得出结论；
    （4）因忽略绳重和摩擦，故额外功的唯一来源是克服动滑轮的重做的功，分别写出有用功、额外功、总功的表达式，根据图乙中的信息，由机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh{+G}_{动}h}$=$\frac{G}{G{+G}_{动}}$求G；
    （5）因作用在绳子自由端的力F=$\frac{G{+G}_{动}}{n}$，当有效段数为3时，即为最省力的绳子的绕法，根据“偶定奇动”连接．

    解答 解：（1）实验时，应匀速竖直向下拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，此时测力计示数才等于拉力的大小；
    （2）由图可在，绳子的有效段数为n=2，因绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系为：s=nh，两边同除以时间t，则有v自=nv物，
    故若重物以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向下移动的速度为：v自=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s；
    （3）改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
    （4）分析图象中的A点可知，动滑轮的重G动=1N，对应的机械效率η=75%，设物体提升的高度为h，W有=Gh，因忽略绳重和摩擦，故额外功的唯一来源是克服动滑轮的重做的功，W额外=G动h，总功：
    W总=W有+W额外=Gh+G动h，
    机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Gh{+G}_{动}h}$=$\frac{G}{G{+G}_{动}}$，即75%=$\frac{G}{G+1N}$，故G=3N．
    （5）某同学想进一步探究滑轮组的机械效率η是否与承担动滑轮的绳子的段数有关，原图中绳子的有效段数为2，因作用在绳子自由端的力F=$\frac{G{+G}_{动}}{n}$，当有效段数为3时，即为最省力的绳子的绕法，根据“偶定奇动”，绳子的一端先从动滑轮连起，如下所示：

    故答案为：（1）匀速；（2）0.2；（3）低；（4）3；（5）如上所示．

    点评 本题探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系，考查实验注意事项、绳子自由端移动的距离s与物体升高的高度h的关系、数据分析、机械效率的计算、滑轮组的连接，关键是从图中获取有效的信息．

    练习册系列答案
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    A．12NB．10NC．7ND．6N

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    实验次数123
    钩码重G/N446
    钩码上升高度h/m0.10.10.1
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    绳端移动距离s/m0.30.4
    机械效率η74.1%62.5%

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