Question

15．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示．

	1	2	3
钩码重G/N	4	4	6
钩码上升高度h/m	0.1	0.1	0.1
绳端拉力F/N	1.8	1.6	2.4
绳端移动距离s/m	0.3	0.4
机械效率η	74.1%	62.5%

（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用乙（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率低（选填“越高”、“不变”或“越低”）．
（4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次试验中空缺的数据应为：绳端移动距离S=0.3 m，机械效率η=83.3%．
（5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率．
（6）如果没有刻度尺，能否测出机械效率？能为什么？知道滑轮组绳子的股数，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要测出物重G和拉力F就可以求出滑轮组的机械效率．．

Answer 1

分析 （1）应竖直匀速拉动测力计，这样拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
（2）根据s=nh确定绳子的股数，判断是哪一个滑轮组；
（3）比较实验1和2的条件和机械效率大小，可得出动滑轮个数多少对滑轮组机械效率的影响；
（4）根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式求出滑轮组效率；
（5）比较实验1和3的条件和机械效率大小，可得出提升物体的重力大小对滑轮组机械效率的影响；
（6）实验中只要测出物重G和拉力F就可以根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$求出滑轮组的机械效率．

解答 解：
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；
（2）实验2中，s₂=0.4m，h₂=0.1m，
所以n₂=$\frac{{s}_{2}}{{h}_{2}}$=$\frac{0.4m}{0.1m}$=4，所以实验2是用乙图做的实验；
（3）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低；
（4）由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验：绳端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m；
机械效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{6N×0.1m}{2.4N×0.3m}$×100%≈83.3%；
（5）比较实验数据1和3可知，使用同一滑轮组，增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率；
（6）知道滑轮组绳子的股数，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要测出物重G和拉力F就可以求出滑轮组的机械效率，所以如果没有刻度尺，实验是可以进行的．
故答案为：（1）匀速；（2）乙；（3）低；（4）0.3；83.3%；（5）增大提升的物重可以提高滑轮组的机械效率；（6）能；知道滑轮组绳子的股数，根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{Gh}{Fnh}$=$\frac{G}{nF}$可知，只要测出物重G和拉力F就可以求出滑轮组的机械效率．

点评 在此实验中，对滑轮组的分析、机械效率公式的运用是实验的基础，同时，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，因此，控制变量法的运用也十分关键．