Question

10．在“測量滑輪組的機械效率”時，小明利用兩組滑輪組進行了5次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前4組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪（圖乙所示）測得第5組數據，測得數據如下表：

實驗次數	動滑輪重G動/N	鉤碼所受的重力G/N	鉤碼上升高度h/m	拉力F/N	繩端移動距離s/m	滑輪組的機械效率η/%
1	0.5	1	0.1	0.7	0.3	47.6
2	0.5	1	0.2	0.7	0.6	47.6
3	0.5	2	0.1	1.1	0.3	60.6
4	0.5	4	0.1	2	0.3	66.7
5	1	4	0.1	1.6	0.5

（1）請根據前四組數據，在圖甲中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法．
（2）表格中空缺處的數據應為50．
（3）實驗中，使用的器材除了滑輪組（帶繞繩）、鉤碼、彈簧測力計，還應該有的一個器材是刻度尺．
（4）由表中第1和2組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關．
（5）由表中第3，4組數據可知，同一滑輪組的機械效率與摩擦和物重有關．

Answer 1

分析 （1）根據h與s的關系（s=nh）結合表格中數據判斷承擔物重的繩子段數，然后繞線；
（2）根據公式η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$，計算空缺處的機械效率；
（3）根據（2）知需要用彈簧測力計測量拉力和物體的重力，需要用刻度尺測量繩子和鉤碼上升的高度；
（4）探究同一滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關時，應改變高度，其他條件都相同；
（5）分析3、4中機械效率和物理量的變化，得出機械效率與被提升的物重之間的關系；

解答 解：（1）根據繩子自由端移動的距s與物體升高的高度h的關系可知，實驗中前4次實驗中，繩子的有效段數為：
n=$\frac{s}{h}$=3，根據“偶定奇動”，先從動滑輪連接，如下所示：

（2）第5次實驗的機械效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{1.6N×0.5m}$×100%=50%；
（3）根據（2）知需要用彈簧測力計測量拉力和物體的重力，需要用刻度尺測量繩子和鉤碼上升的高度，故還缺刻度尺；
（4）探究同一滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關時，應控制物重和動滑輪重都相同，高度不同，故選1、2兩次實驗進行比較；
（5）由表中第3、4組數據可知，同一滑輪組，提升物體的重越大，機械效率越高，即同一滑輪組的機械效率與物重有關．
故答案為：（1）見上圖；（2）50；（3）刻度尺； （4）1；2；（5）物重．

點評 此題是“探究滑輪組的機械效率”實驗，考查了滑輪組機械效率的計算，根據數據分析影響滑輪組效率的因素，同時考查了有關滑輪組的組裝及測力計的讀數問題，要細心分析每一個問題．