Question

如图所示，是李明同学测定滑轮组机械效率的装置．
（1）李明同学实验中测量的有关数据如下表，请你根据表中数据画出实验中滑轮组的绕线，并填好下表中的空格．

次数	钩码重G/N	钩码上升的高度h/m	拉力F/N	细线自由端移动的距离s/m	机械效率η/%
1	2.0	0.03	1.6	0.06
2	3.0	0.05		0.1	75

（2）李明猜想机械效率和绕线方式、滑轮重力以及所挂钩码的重力有关，请你设计一个方案，探究“滑轮组机械效率大小与所挂物体的重力大小的关系”．
①选出你需要的器材：______
②实验步骤：将滑轮组组装好，
③根据可能出现的实验现象，写出相应的探究结论______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据表格中s与h的关系，判断承担物重的绳子段数，依据是s=nh；
根据公式η=×100%=×100%，将已知条件代入公式便可求出未知量；
（2）要探究滑轮组机械效率与物体重力的关系，需保持其它量不变，只改变物体的重力；
根据滑轮组机械效率的概念，需测出G、h、F、s，从而可以确定器材；
滑轮组机械效率与物重的关系：同一滑轮组，被提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高．
解答：解：（1）由表格中数据知，s=2h，所以滑轮组由2段绳子承担物重，应从定滑轮绕起，如图所示：

η₁=×100%=×100%=62.5%；
η₂=×100%
代入数据得：
75%=×100%
解得：F₂=2N；
（2）①实验中需用测力计测量F和G，用刻度尺测量s和h，还要用到滑轮组、细线和钩码（实验中也可没有刻度尺）；
②组成滑轮组后，分别测出钩码重力不同时的滑轮组的机械效率，通过比较得出结论；
其它条件不变，额外功不变，被提升的物体越重，所做的有用功越多，则有用功在总功中所占的比例越大，机械效率越高，可得：
同一滑轮组，被提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高．
故答案为：（1）见上图；62.5；2；（2）①器材：滑轮组，细线，钩码，弹簧测力计；②实验步骤：a．将一定质量的钩码挂在组装好的滑轮组下，测量此时滑轮组的机械效率；b．只改变所挂钩码数量，再次测量滑轮组的机械效率；③实验结论：同一滑轮组，被提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高．
点评：此题是测量滑轮组的机械效率实验，考查了滑轮组的组装及机械效率的计算和公式的变形应用，同时考查了控制变量法在实验中的应用及被提升的物重对滑轮组机械效率的影响．